時(shí)間：2023-03-22 17:34:20
導(dǎo)語(yǔ)：在納米技術(shù)論文的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的腳步逐漸加快，工業(yè)生產(chǎn)與各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中所造成的大氣污染也越來(lái)越嚴(yán)重。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，我國(guó)空氣中的NOX、CO、SO2都處于嚴(yán)重超標(biāo)的狀態(tài)，對(duì)我國(guó)社會(huì)發(fā)展造成了巨大的影響，嚴(yán)重危害著人們的身體健康，對(duì)我國(guó)環(huán)境也造成了巨大的危害。隨著納米技術(shù)與納米材料的不斷完善與創(chuàng)新，這一先進(jìn)技術(shù)在我國(guó)各個(gè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中為我國(guó)帶來(lái)了全新的發(fā)展前景與企業(yè)運(yùn)營(yíng)理念，幫助我國(guó)多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了生產(chǎn)技術(shù)與產(chǎn)品質(zhì)量的革新，對(duì)我國(guó)起到了極大地經(jīng)濟(jì)促進(jìn)作用。針對(duì)我國(guó)日益嚴(yán)重的大氣污染問(wèn)題，在環(huán)境污染治理的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)納米技術(shù)與納米材料的有效利用，可以有效改善我國(guó)大氣污染的現(xiàn)狀，為我國(guó)環(huán)境治理提供全新的途徑。在納米技術(shù)與納米材料實(shí)際應(yīng)用于大氣污染治理的過(guò)程中，可分為空氣凈化及噪聲、電磁輻射的控制?？諝鈨艋址譃槊摿虼呋瘎﹥艋⑵囄矚鈨艋笆覂?nèi)空氣凈化三個(gè)部分，其中脫硫催化劑是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中的一種燃料催化劑，可以在燃料燃燒的過(guò)程中極大降低污染物的排放，是我國(guó)納米技術(shù)的衍生物。經(jīng)有關(guān)部門檢測(cè)，在車輛、飛機(jī)等主機(jī)正常運(yùn)作時(shí)，所產(chǎn)生的噪聲極易對(duì)人體造成干擾與危害，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量與身體健康。同時(shí)，有關(guān)頻電磁場(chǎng)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的過(guò)程中，與強(qiáng)烈輻射區(qū)域具有同等效果，都會(huì)對(duì)人體健康造成嚴(yán)重的影響。因此針對(duì)這些問(wèn)題利用納米材料與納米技術(shù)進(jìn)行治理的過(guò)程中，可以通過(guò)開(kāi)發(fā)納米劑對(duì)機(jī)器設(shè)備進(jìn)行充分，有效改善設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的噪聲污染，并且在TiO2的表面添加含有納米材料的靜電屏蔽裝置，有效降低設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中的電磁輻射，為人們的工作與健康提供有效保障。
2納米技術(shù)及納米材料實(shí)際應(yīng)用于水污染治理
水資源污染是我國(guó)社會(huì)發(fā)展過(guò)程中突出的環(huán)境污染問(wèn)題，對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響。針對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)的水處理方法，采用納米技術(shù)與納米材料進(jìn)行水污染治理可以有效改善我國(guó)水處理效率較低的情況，對(duì)我國(guó)納米技術(shù)的發(fā)展與環(huán)境污染的治理起到了促進(jìn)作用。無(wú)機(jī)污染廢水是我國(guó)主要的水污染問(wèn)題之一，這些污染物對(duì)人體具有極大的危害性，嚴(yán)重者會(huì)導(dǎo)致人體患上肝癌與局部腫瘤，屬于重點(diǎn)防治問(wèn)題。針對(duì)水中的重金屬與無(wú)機(jī)離子，常規(guī)的治理方式往往無(wú)法保證污染處理的質(zhì)量，對(duì)我國(guó)水污染治理造成一定的影響。在納米技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，可以通過(guò)光催化技術(shù)及氧化技術(shù)，將水中的金屬離子及無(wú)機(jī)離子進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)化與清除，實(shí)現(xiàn)無(wú)機(jī)污水治理的效用。全新的納米技術(shù)更可以將污水中的貴重金屬完全提煉出來(lái)，達(dá)到變廢為寶的作用，對(duì)我國(guó)環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到一定的促進(jìn)作用。有機(jī)廢水是我國(guó)污水治理過(guò)程中較為突出的問(wèn)題，在應(yīng)用納米材料及納米技術(shù)進(jìn)行防治的過(guò)程中，可以利用納米TiO2光催化技術(shù)對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行合理性的降解，使廢水中的高濃度有機(jī)物得到凈化，由于這一技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中需要相應(yīng)高頻光系統(tǒng)來(lái)維持運(yùn)作，因此，在利用納米TiO2光催化技術(shù)進(jìn)行有機(jī)污水處理的過(guò)程中，還可以使用大功率的苯燈電源，利用經(jīng)濟(jì)適用的太陽(yáng)輻射電源來(lái)為納米TiO2光催化技術(shù)提供高頻光能，以此保證有機(jī)廢水得到有效地降解與凈化，改善我國(guó)有機(jī)廢水污染問(wèn)題。同時(shí)，還可以利用納米TiO2對(duì)農(nóng)藥污染進(jìn)行源頭處治理，利用納米TiO2的光催化活性對(duì)農(nóng)藥廢水進(jìn)行永久性降解，解決農(nóng)藥廢水的污染問(wèn)題。
3結(jié)束語(yǔ)
【關(guān)鍵詞】納米；納米技術(shù)；倫理問(wèn)題； 技術(shù)轉(zhuǎn)型
1.倫理學(xué)與納米技術(shù)
納米(nanometer，nm)與分米、厘米一樣，是一個(gè)長(zhǎng)度單位，1納米等于十億分之一米，也就是10-9米，相當(dāng)于10個(gè)氫原子排列成一行的長(zhǎng)度，或相當(dāng)于一根頭發(fā)絲直徑的萬(wàn)分之一。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，納米技術(shù)非常廣泛地應(yīng)用在醫(yī)藥、能源、材料和環(huán)境治理等多個(gè)方面，已迅速發(fā)展成為引領(lǐng)世界科學(xué)技術(shù)發(fā)展的前沿領(lǐng)域之一。納米技術(shù)的大肆傳播，已經(jīng)引起了人們的狂熱的追求和盲目的樂(lè)觀 [1]。納米技術(shù)自身的特點(diǎn)和發(fā)展?fàn)顩r要求我們從一種徹底不同的角度考慮納米技術(shù)的倫理問(wèn)題，而這種更新穎的倫理方法或觀點(diǎn)應(yīng)該更注重未來(lái)納米技術(shù)的發(fā)展[2]。
倫理，通常與禁止和限制相關(guān)，特別是當(dāng)它涉及到技術(shù)的時(shí)候， 其約束是很多的。倫理學(xué)可以指導(dǎo)包括確定我們更好的生活的方式，以及告訴我們作為個(gè)人也好社會(huì)的一部分也好，應(yīng)該如何爭(zhēng)取和實(shí)現(xiàn)我們理想，并且使我們無(wú)愧于一個(gè)活生生的人。因此，盡管納米技術(shù)的倫理問(wèn)題涉及到禁止和限制，但這不是全部問(wèn)題之所在，甚至還算不上最重要的部分。
2.與納米技術(shù)有關(guān)的社會(huì)和倫理問(wèn)題的三個(gè)誤區(qū)
作為一個(gè)社會(huì)人，我們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，學(xué)會(huì)跟蹤一種新技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)影響的能力是很重要的，而且對(duì)這種技術(shù)的倫理方面影響的考慮也是越早越好[3]。然而就與納米技術(shù)相關(guān)的社會(huì)和倫理問(wèn)題而言，還普遍存在三個(gè)誤區(qū)。
2.1認(rèn)為討論倫理和社會(huì)問(wèn)題還為時(shí)過(guò)早
認(rèn)為討論倫理和社會(huì)問(wèn)題還為時(shí)過(guò)早的前提主要來(lái)源于兩種主張。一是認(rèn)為納米技術(shù)能力的描述、控制和建設(shè)過(guò)程，即實(shí)踐的納米科學(xué)與工程沒(méi)有什么社會(huì)和道德問(wèn)題的特點(diǎn)。二是目前還很少有產(chǎn)品含有已經(jīng)完成了納米粒子的設(shè)計(jì)，工藝或設(shè)備的制定了，更不用說(shuō)大量生產(chǎn)和廣泛傳播了[4]。如果納米技術(shù)的實(shí)踐在社會(huì)和道德上是無(wú)害的或者納米技術(shù)本身基本上不存在，那么，社會(huì)和倫理方面的考慮必須無(wú)限延期下去。
2.2認(rèn)為現(xiàn)在討論倫理問(wèn)題意義不大
第二個(gè)誤區(qū)的前提認(rèn)為技術(shù)創(chuàng)新是必然的--甚至呈現(xiàn)出指數(shù)增長(zhǎng)--當(dāng)然，在這一過(guò)程中也會(huì)伴隨著他的益處。所以，在這種情況下，強(qiáng)調(diào)與納米技術(shù)革命相關(guān)的社會(huì)和倫理問(wèn)題是最沒(méi)有意義也最不利的，因?yàn)槿魏螙|西都可能延緩納米技術(shù)為社會(huì)做出貢獻(xiàn)的步伐。要想促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，就要推動(dòng)技術(shù)發(fā)展，盡可能地?zé)o阻礙、無(wú)約束、無(wú)監(jiān)管的去應(yīng)用和傳播。還有，要健康發(fā)展就要教育人民了解納米技術(shù)，促進(jìn)公眾接受它，促進(jìn)產(chǎn)品的商業(yè)化并準(zhǔn)備人員和機(jī)構(gòu)以便我們調(diào)整、減輕和補(bǔ)救那些意想不到的健康和安全方面的影響。
2.3認(rèn)為確保公眾接受才是關(guān)鍵所在
對(duì)于納米技術(shù)研究持續(xù)性發(fā)展的支持，以及將納米技術(shù)最終融入到消費(fèi)產(chǎn)品和合理應(yīng)用的問(wèn)題上，公眾對(duì)于納米技術(shù)的接受程度將成為其中的決定性因素。有一個(gè)普遍的觀點(diǎn)，甚至存在于那些大力倡導(dǎo)社會(huì)和倫理研究的專家當(dāng)中，這個(gè)觀點(diǎn)認(rèn)為：通過(guò)向公眾顯示關(guān)于納米技術(shù)的社會(huì)性擔(dān)憂已經(jīng)得到了解決，由此幫助納米技術(shù)獲得更多的公眾認(rèn)可度并保證其能夠順利的與國(guó)民和國(guó)際經(jīng)濟(jì)的發(fā)展相結(jié)合。
3.納米技術(shù)可能引發(fā)的社會(huì)和倫理問(wèn)題
納米技術(shù)的發(fā)展存在著很大的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，在發(fā)展和使用新興的納米技術(shù)滿足人類和社會(huì)緊迫需要的同時(shí)，如何充分而合理地去預(yù)見(jiàn)和減輕不利的影響或未曾想到的結(jié)果，已成為各國(guó)政府和科學(xué)界關(guān)注和研究的一個(gè)重要問(wèn)題[5]。從納米技術(shù)的應(yīng)用及價(jià)值來(lái)看,具有極大潛力改變我們未來(lái)幾十年的生活方式,但正如波普爾所說(shuō)的，"科學(xué)進(jìn)步是一種悲喜交集的福音"。所以解決其引發(fā)諸多的社會(huì)和倫理問(wèn)題勢(shì)在必行。
3.1有爭(zhēng)議的道德問(wèn)題
有爭(zhēng)議的道德問(wèn)題可能涉及到研究和工程實(shí)踐亦或產(chǎn)品使用。例如，納米技術(shù)涉及包括轉(zhuǎn)基因生物體、使用胚胎干細(xì)胞和嵌合體的研究、合成生物學(xué)、建設(shè)人工生物武器的發(fā)展、基因?qū)＠⒑托薷娜说谋拘?。?dāng)然，有爭(zhēng)議的道德問(wèn)題往往不是獨(dú)有的納米技術(shù)，雖然在某些情況下，納米技術(shù)可能實(shí)現(xiàn)它們特別引人注目的或有爭(zhēng)議的開(kāi)發(fā)工具。
3.2社會(huì)環(huán)境問(wèn)題
社會(huì)環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生于納米技術(shù)同社會(huì)體制以及納米技術(shù)出現(xiàn)的體制背景的相互作用。由于納米技術(shù)是一項(xiàng)普遍使用，可以獲得的技術(shù)，所以它出現(xiàn)的可能引發(fā)的社會(huì)環(huán)境問(wèn)題也是廣泛的，例如，獲得技術(shù)的公平問(wèn)題，信息安全和隱私保護(hù)問(wèn)題，知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，法律和政策問(wèn)題，各種利益之間的沖突問(wèn)題等等。納米技術(shù)不是環(huán)境負(fù)擔(dān)和利益分布的原因，設(shè)計(jì)能力，控制和納米級(jí)的創(chuàng)建并非天生是不公正的。當(dāng)考慮了納米技術(shù)的特點(diǎn)和實(shí)踐，環(huán)境正義似乎不是一個(gè)納米技術(shù)的問(wèn)題。因此，不把社會(huì)環(huán)境問(wèn)題理清楚，納米技術(shù)的可靠發(fā)展是不完整的。
3.3生命形式問(wèn)題
生命形式問(wèn)題出現(xiàn)于納米技術(shù)在社會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范和結(jié)構(gòu)，比如家庭結(jié)構(gòu)，社會(huì)網(wǎng)絡(luò)和生活軌跡等方面。社會(huì)規(guī)范往往是基于事實(shí)，或特定的理解，比如我們彼此的關(guān)系和我們與自然環(huán)境的關(guān)系。納米技術(shù)的出現(xiàn)有可能改變這種狀況，如果納米技術(shù)，特別是納米醫(yī)學(xué)能接近它所預(yù)期的那樣的那樣，那么與人類繁榮有關(guān)的規(guī)范將會(huì)進(jìn)一步得到修改。此外，同過(guò)去一樣，人類壽命延長(zhǎng)和達(dá)到期望的健康等將對(duì)家庭規(guī)范和結(jié)構(gòu)（例如，贍養(yǎng)責(zé)任），生活計(jì)劃或軌跡（例如，婚姻狀況），以及社會(huì)和政治機(jī)構(gòu)產(chǎn)生重大影響。
3.4轉(zhuǎn)型問(wèn)題
轉(zhuǎn)型問(wèn)題產(chǎn)生于納米技術(shù)的潛力，尤其是結(jié)合其他新興技術(shù)，如生物技術(shù)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)和機(jī)器人技術(shù)等來(lái)改造人權(quán)狀況，而不是僅僅作為形式的生活問(wèn)題，修改一些參數(shù)。這可能是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的--顯著改變我們?cè)瓉?lái)的生物種類，重建我們與自然環(huán)境之間的關(guān)系，創(chuàng)造自我意識(shí)和自主人工智能或發(fā)展強(qiáng)有力的替代環(huán)境。在這種情況下，新的道德?tīng)顩r或?qū)⒁M(jìn)一些有關(guān)于我們的道德景觀需要重新配置或重新構(gòu)思的方面。■
【參考文獻(xiàn)】
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［2］J.P.Dupuy,S.Roeser and A.Grinbaum.Living with Uncertainty:Toward the Ongoing Normative Assessment of Nanotechnology. [J]Research in Philosophy and Technology.2004,(2).
［3］朱鳳清，張帆.納米技術(shù)應(yīng)用引發(fā)的倫理問(wèn)題及其規(guī)約機(jī)制[J].學(xué)術(shù)交流，2008,(1).
這是一個(gè)小型印刷廠車間,面積只有70平方米左右,不到兩節(jié)地鐵車廂那么大。車間有七名女性和一名男性工人,每天的工作是將一種白色涂料噴到有機(jī)玻璃板上。
不幸很快就降臨在這些工人的身上:七名女工相繼發(fā)病,其中兩名女工去世。
在2009年9月號(hào)的《歐洲呼吸雜志》(European Respiratory Journal)上,首都醫(yī)科大學(xué)附屬朝陽(yáng)醫(yī)院(下稱朝陽(yáng)醫(yī)院)醫(yī)生宋玉果及其同事發(fā)表研究論文稱,上述女工“所患的可能是‘一種與納米材料有關(guān)的疾病’”。
這大概是全球首宗關(guān)于納米顆粒可能致命的臨床毒理病例報(bào)告。論文的發(fā)表,在國(guó)際學(xué)術(shù)界引發(fā)了一場(chǎng)小型“地震”。無(wú)論那些與納米技術(shù)有關(guān)的學(xué)術(shù)會(huì)議,還是科學(xué)新聞網(wǎng)站和科學(xué)家博客,中國(guó)女工之死和納米安全都是激烈爭(zhēng)論的話題。
噴涂車間悲劇
從研究論文披露的情況看,七位女工的年齡在18歲至47歲之間,平均不到30歲,在車間工作的時(shí)間從5個(gè)月至13個(gè)月不等?；疾≈?她們的身體健康狀況良好。
2007年1月至2008年4月期間,這幾位女工被送到朝陽(yáng)醫(yī)院職業(yè)病與中毒科救治。這個(gè)科室專業(yè)水準(zhǔn)較高,其醫(yī)生經(jīng)常被派往中國(guó)各個(gè)地方,協(xié)助處理血鉛超標(biāo)、重金屬污染等職業(yè)安全事件。
女工們的癥狀比較類似。所有病人的肺部都受到嚴(yán)重?fù)p害,并且有胸腔積液,臉上、手上和胳膊也都出現(xiàn)了嚴(yán)重的瘙癢皮疹。其中,有四位女工體內(nèi)的器官組織還面臨缺血缺氧的危險(xiǎn)。
無(wú)論對(duì)于患者,還是對(duì)于醫(yī)生,治療過(guò)程都令人煎熬。胸腔積液反復(fù)出現(xiàn),常用的治療方法均告失效。
最終,一名19歲的病人在接受外科手術(shù)16天之后去世;另外一名29歲的病人在癥狀出現(xiàn)后的第21個(gè)月,死于呼吸衰竭。
負(fù)責(zé)診斷和治療這些女工的,是朝陽(yáng)醫(yī)院職業(yè)病與中毒科副主任醫(yī)師宋玉果。根據(jù)醫(yī)院網(wǎng)站的介紹,他多年來(lái)從事塵肺、有毒化學(xué)物中毒的診治和臨床研究。
宋玉果及其同事開(kāi)始追究女工們患病的原因,并將嫌疑對(duì)象鎖定為那個(gè)印刷廠車間的工作環(huán)境。
該車間所使用的原料是一種象牙白色的聚合物材料――聚丙烯酸酯混合物。聚丙烯酸酯作為一種黏合劑,廣泛運(yùn)用于建筑、印刷和裝修材料中,被認(rèn)為毒性很低。不過(guò),為了讓材料更加結(jié)實(shí)和耐磨,制造商有時(shí)會(huì)加入硅、鋅氧化物、二氧化鈦等金屬納米顆粒。
1納米等于1米的十億分之一,大致相當(dāng)于人頭發(fā)絲直徑的數(shù)萬(wàn)分之一。通常,粒徑在100納米以下的材料,均被稱為納米材料。
七名女工和一名男工被分為兩組,每天工作8個(gè)至12個(gè)小時(shí)。工人們每天要將大約6000克聚丙烯酸酯混合物,用勺子涂到機(jī)器的底盤上;這些混合物隨即被高壓噴射裝置噴涂在聚苯乙烯材質(zhì)的有機(jī)玻璃板上;然后,有機(jī)玻璃板在75攝氏度至100攝氏度的溫度下被加熱烘干。
車間只有一扇門,沒(méi)有窗戶。噴射裝置附帶有一個(gè)燃?xì)馀艢饪?對(duì)噴涂過(guò)程中產(chǎn)生的煙霧起到一定的排除作用。
女工們發(fā)病以后,來(lái)自中國(guó)疾病預(yù)防控制中心、北京疾病預(yù)防控制中心、當(dāng)?shù)丶膊☆A(yù)防控制中心的流行病學(xué)專家,以及朝陽(yáng)醫(yī)院的醫(yī)生,對(duì)這家印刷廠的工作環(huán)境進(jìn)行了調(diào)查。
在噴射裝置燃?xì)馀艢饪诘奈鼩饪谥?專家們找到了累積的塵埃粒子。女工們發(fā)病前五個(gè)月,燃?xì)馀艢饪诎l(fā)生了故障。由于室外溫度很低,車間的門也經(jīng)常被關(guān)閉。專家們推斷,在這期間,車間內(nèi)的空氣流動(dòng)非常緩慢甚至處于靜止。
這些工人都是工廠附近的農(nóng)民,沒(méi)有任何職業(yè)安全衛(wèi)生知識(shí)。她們所得到的惟一用來(lái)保護(hù)自己的工具,就是棉紗口罩。而且,她們工作時(shí)只是偶爾戴戴。
據(jù)工人們反映,在噴涂過(guò)程中,經(jīng)常會(huì)有一些原料噴濺到他們的臉上和胳膊上。惟一的一名男性工人在工作三個(gè)多月后離開(kāi),并沒(méi)有顯示出任何癥狀。在其他車間工作的工人,其中包括女工們的親屬,也沒(méi)有出現(xiàn)類似癥狀。
研究論文沒(méi)有透露這家印刷廠的名稱及其所在地區(qū)。在朝陽(yáng)醫(yī)院的辦公室,宋玉果也謝絕了《財(cái)經(jīng)》記者的采訪。
女工之死謎團(tuán)
在女工們的肺部和胸液中,均發(fā)現(xiàn)了直徑約30納米的顆粒。而這般尺寸和形態(tài)的顆粒,同樣存在于她們接觸的噴涂材料之中。
此外,女工們出現(xiàn)了罕見(jiàn)的非特異性間質(zhì)性肺炎,以及奇特的肺部增生組織――異物肉芽腫等癥狀。這些癥狀與納米材料毒理的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似。
宋玉果及其同事因此認(rèn)為,很可能是納米顆粒導(dǎo)致這些女工發(fā)病甚至死亡。
但不少專家對(duì)這一結(jié)論持有保留態(tài)度。
9月1日至3日,在北京舉行的中國(guó)國(guó)際納米科技會(huì)議上,多位專家提及宋玉果及其同事的論文。
美國(guó)納米健康聯(lián)盟(Alliance for NanoHealth)主席、得克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)中心教授毛羅法?拉利(Mauro Ferrari)告訴《財(cái)經(jīng)》記者,這篇論文非常重要,但他不認(rèn)同作者關(guān)于納米顆粒導(dǎo)致工人患病和死亡的分析。
法拉利說(shuō),要確定納米顆粒與疾病之間的關(guān)系,首先應(yīng)該分析納米顆粒的組分,確認(rèn)這些顆粒來(lái)自工作環(huán)境;即便病人肺部的納米顆粒來(lái)自工作環(huán)境,在沒(méi)有對(duì)照試驗(yàn)的情況下,也很難證明這些納米顆粒一定是女工患病的罪魁禍?zhǔn)住?/p>
他還強(qiáng)調(diào),這家印刷廠的工作環(huán)境惡劣而封閉,有毒化學(xué)品和氣體充斥其中,工人們又沒(méi)有好的保護(hù)措施。這些因素對(duì)于工人患病和死亡究竟有怎樣的作用,都值得推敲。
對(duì)于論文中的一個(gè)推論――納米顆粒進(jìn)入工人身體的途徑是吸入和皮膚接觸,中國(guó)科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任趙宇亮表示,這并不總是正確的。他強(qiáng)調(diào),通過(guò)吸入方式進(jìn)人體內(nèi)是可能的,但是納米顆粒穿過(guò)皮膚直接進(jìn)入生物體內(nèi)的證據(jù)還很少。
美國(guó)麻省大學(xué)洛厄爾分校健康與環(huán)境學(xué)院助理教授迪米特爾?貝羅(Dhimiter Bello)因故取消了行程,未能到北京參加此次學(xué)術(shù)會(huì)議。但他通過(guò)電郵對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者說(shuō),在工人肺部和工作環(huán)境中都發(fā)現(xiàn)納米顆粒,只能說(shuō)明納米顆粒有可能是一個(gè)致病因素。實(shí)際上,從論文提供的信息來(lái)看,并不能排除其他的可能致病因素。例如,噴涂過(guò)程中用到的聚合物材料在高溫下的降解產(chǎn)物,也可能是主要或者惟一造成女工患病的原因。
在貝羅看來(lái),這場(chǎng)悲劇或許不應(yīng)歸咎于納米顆粒,而應(yīng)怪罪車間內(nèi)原始的、不人道的工作條件,“這是一次警醒,無(wú)論(悲劇)是否與納米顆粒相關(guān),工作場(chǎng)所的暴露條件都應(yīng)當(dāng)被控制在安全范圍內(nèi)。在這方面,中國(guó)還有很長(zhǎng)的路要走?！?/p>
美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校納米毒理研究中心主任安德烈?內(nèi)奧教授(Andre Nel)也說(shuō),在這起事件中,工人們沒(méi)有得到應(yīng)有的生產(chǎn)安全保障,政府部門應(yīng)該負(fù)起監(jiān)督的責(zé)任,以保證生產(chǎn)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生對(duì)人體和環(huán)境有害的物質(zhì)。
實(shí)際上,論文本身也承認(rèn)了研究存在局限:由于缺乏環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),無(wú)法弄清印刷廠車間納米顆粒的濃度;納米顆粒的組成也不清楚。
此外,令宋玉果及其同事疑惑的是,究竟是特定的納米顆粒,還是所有納米顆粒都有可能致病?如果的確是納米顆粒導(dǎo)致那些女工患病,對(duì)其他在工作中也會(huì)接觸納米顆粒的工人來(lái)說(shuō),又意味著什么?
如今,關(guān)于女工之死的研究論文已經(jīng)成為了納米技術(shù)研究者們的一個(gè)熱點(diǎn)話題。據(jù)《財(cái)經(jīng)》記者了解,歐洲和美國(guó)還有科學(xué)家打算組成一個(gè)專家小組,到中國(guó)開(kāi)展調(diào)研,并希望取到樣品回去研究。
誘人前景與安全隱患
不管納米顆粒是否被確認(rèn)為幾位女工悲慘命運(yùn)的元兇,納米技術(shù)的安全性問(wèn)題都因此再度引發(fā)各界關(guān)注。
納米技術(shù)正在走進(jìn)人們的生活。從一桶涂料、一瓶防曬霜到一件衣服,都有可能用到納米技術(shù)。
納米材料顆粒小、表面積巨大,會(huì)顯示出很多獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì),從而在電子、光學(xué)、磁學(xué)、能源化工、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用前景。例如,很多納米材料都可用作涂料,替代那些強(qiáng)毒性的化學(xué)物質(zhì);用碳納米管等納米材料改良電池,可以推動(dòng)電動(dòng)汽車的發(fā)展,使電力更持久等。
紐約一家名為“盧克斯研究”的市場(chǎng)分析公司稱,2007年銷售的納米技術(shù)相關(guān)產(chǎn)品,價(jià)值約1470億美元。到2015年,這一數(shù)字可能突破3萬(wàn)億美元。
納米技術(shù)在展現(xiàn)出誘人前景的同時(shí),其安全性問(wèn)題也進(jìn)入了人們的視野。
隨著納米材料的大規(guī)模應(yīng)用,研究人員和工人容易暴露在納米顆粒濃度較大的實(shí)驗(yàn)室或生產(chǎn)車間之中。此外,普通公眾也可能暴露在納米顆粒之下:涂料、化妝品等產(chǎn)品中用到的納米材料,可能在產(chǎn)品損壞或分解時(shí)釋放。
這些納米顆粒物可能經(jīng)過(guò)呼吸道吸入、胃腸道攝入、藥物注射等方式進(jìn)入人體,并經(jīng)過(guò)淋巴和血液循環(huán),轉(zhuǎn)運(yùn)到全身各個(gè)器官。
根據(jù)多項(xiàng)流行病學(xué)研究,空氣中的細(xì)顆粒物,尤其是納米級(jí)別的顆粒物,濃度的大量增加會(huì)導(dǎo)致死亡率的增加。倫敦大霧曾經(jīng)導(dǎo)致居民大量死亡,就是一個(gè)被經(jīng)常引用的案例。
那么,人造的納米材料進(jìn)入人體后,是否會(huì)導(dǎo)致特殊的生物效應(yīng),并對(duì)人體健康構(gòu)成危害呢?從理論上說(shuō),納米物質(zhì)由于尺寸小,與常規(guī)物質(zhì)相比更容易透過(guò)人體的各道屏障;由于表面積大,也可能有更多毒害人體的方式。
朝陽(yáng)醫(yī)院的宋玉果在8月31日《健康報(bào)》發(fā)表文章說(shuō),相關(guān)的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),許多納米物質(zhì)具有明顯的毒性,其中研究較多的為碳納米管、納米二氧化鈦等。一些納米物質(zhì)還被認(rèn)為可致動(dòng)物肺臟、肝臟、腎臟和血液系統(tǒng)等損傷。
對(duì)于與納米物質(zhì)相關(guān)的疾病,宋玉果稱之為“納米相關(guān)物質(zhì)疾病”。當(dāng)然,他也表示,公眾不必為納米物質(zhì)相關(guān)疾病感到恐慌,不是所有納米顆粒物都有毒性。
動(dòng)物毒理性實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,也不能簡(jiǎn)單地推到人的身上。但由于科學(xué)界對(duì)納米安全性的研究剛剛開(kāi)始,幾乎沒(méi)有任何相關(guān)人體毒理性資料――這也是宋玉果及其同事的論文引起國(guó)際科學(xué)界高度關(guān)注的一個(gè)原因。
中國(guó)科學(xué)院納米生物效應(yīng)與安全性重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任趙宇亮告訴《財(cái)經(jīng)》記者,目前開(kāi)展過(guò)安全性研究的納米材料只有十幾種,還非常有限。但他相信,隨著研究隊(duì)伍的壯大和研究投入的加大,將來(lái)必定可以從大量的數(shù)據(jù)積累中尋找到一些規(guī)律。
在國(guó)際上,納米安全性研究的熱潮大約始于2003年?！犊茖W(xué)》和《自然》等著名學(xué)術(shù)雜志紛紛發(fā)表文章,探討納米材料與納米技術(shù)的安全問(wèn)題:納米顆粒對(duì)人體健康、自然環(huán)境和社會(huì)安全等是否有潛在的負(fù)面影響。
這之后,各國(guó)明顯增加了納米安全性方面的研究。美國(guó)的國(guó)家納米技術(shù)計(jì)劃(NNI)將總預(yù)算的11%投入納米健康與環(huán)境研究。歐盟每年支持三個(gè)左右與此相關(guān)的項(xiàng)目,每個(gè)項(xiàng)目的經(jīng)費(fèi)規(guī)模在300萬(wàn)至500萬(wàn)歐元之間,而歐盟各個(gè)國(guó)家還有自己國(guó)內(nèi)支持的納米安全性項(xiàng)目。
中國(guó)在極力推進(jìn)納米技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)化的同時(shí),也開(kāi)展了納米安全性的研究。其中,中國(guó)科學(xué)院在2001年就開(kāi)始籌建納米生物效應(yīng)與安全性實(shí)驗(yàn)室。科技部在2006年啟動(dòng)了為期五年的國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃(即“973”計(jì)劃)項(xiàng)目“人造納米材料的生物安全性研究及解決方案探索”,經(jīng)費(fèi)2500萬(wàn)元,首席科學(xué)家由趙宇亮擔(dān)任。
不過(guò),趙宇亮告訴《財(cái)經(jīng)》記者,與美國(guó)和歐盟相比,中國(guó)在納米安全性研究上的投入只是“一個(gè)零頭”。
政治決策與公共參與
中國(guó)科學(xué)家在納米安全性方面的研究工作,得到了國(guó)際同行的認(rèn)可。其中,在每年召開(kāi)的與納米毒理學(xué)相關(guān)的國(guó)際會(huì)議上,幾乎都會(huì)邀請(qǐng)中國(guó)科學(xué)家作大會(huì)報(bào)告。趙宇亮還與其他科學(xué)家共同主編了第一本納米毒理學(xué)英文專著。美國(guó)納米健康聯(lián)盟主席法拉利稱,中國(guó)科學(xué)家是納米毒理學(xué)研究領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者之一。
不過(guò),令趙宇亮感到尷尬的是,美國(guó)國(guó)家納米技術(shù)協(xié)調(diào)辦公室的官員曾經(jīng)問(wèn)他,包括美國(guó)、歐盟、英國(guó)、日本等很多國(guó)家的相關(guān)管理部門,都發(fā)表了對(duì)于納米技術(shù)安全性的調(diào)研報(bào)告、方針和策略,為什么中國(guó)沒(méi)有?對(duì)此,趙宇亮不知如何回答是好。
在美國(guó)和歐盟,納米技術(shù)及其安全性已經(jīng)成為政治家們關(guān)心的話題之一。它們的環(huán)保部門、國(guó)家科學(xué)與技術(shù)委員會(huì),以及其他政府研究機(jī)構(gòu),會(huì)通過(guò)白皮書等文件形式,發(fā)表政府層面對(duì)于納米安全性問(wèn)題的見(jiàn)解。
其中,2001年,美國(guó)在國(guó)家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)之下建立了國(guó)家納米技術(shù)協(xié)調(diào)辦公室,負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)政府層面之間的納米研究計(jì)劃。而納米研究項(xiàng)目的成果,會(huì)通過(guò)這個(gè)辦公室反饋給其他政府機(jī)構(gòu),幫助科學(xué)研究去影響政府決策。
2009年3月,美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)還了一份有關(guān)納米技術(shù)的合作倡議。該局將與納米健康聯(lián)盟旗下的八個(gè)研究機(jī)構(gòu)合作,以加快建立保障納米醫(yī)療產(chǎn)品安全可靠的有效體系。法拉利告訴《財(cái)經(jīng)》記者,在實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果與安全性評(píng)估的關(guān)聯(lián),以及納米技術(shù)相關(guān)藥物的審批等方面,美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局都做了很多工作。
相比之下,納米安全性在中國(guó)似乎局限于科學(xué)研究的階段,政府部門仍然保持沉默。
對(duì)于納米技術(shù)的研究和產(chǎn)業(yè)化,各國(guó)都在積極支持。其原因正如美國(guó)《環(huán)境健康展望》雜志所稱,科學(xué)界普遍認(rèn)為,納米材料和納米技術(shù)對(duì)于社會(huì)是十分有益的,能夠提供更好的藥物、更強(qiáng)更輕的產(chǎn)品、對(duì)環(huán)境更友好的能源和環(huán)境技術(shù)。
與此同時(shí),為了獲得公眾對(duì)于納米技術(shù)發(fā)展的支持,各國(guó)也需要在納米安全性方面進(jìn)行更多的研究,同時(shí)鼓勵(lì)公眾參與。在中國(guó)納米國(guó)際科技會(huì)議的閉幕式上,法拉利也特地呼吁加大公眾在納米安全性研究上的參與程度。
實(shí)際上,關(guān)于納米技術(shù)發(fā)展的“風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防”原則,在歐洲和美國(guó)等地正深入人心――人們希望在納米技術(shù)等新技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)出現(xiàn)之前,盡可能地提前進(jìn)行防范和干預(yù)。而公眾及早參與到納米技術(shù)研究和政策的討論,是“風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防”實(shí)踐的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。
英國(guó)杜倫大學(xué)風(fēng)險(xiǎn)研究所負(fù)責(zé)人菲爾?麥克納頓(Phil Macnaghten)教授告訴《財(cái)經(jīng)》記者,要想避免納米技術(shù)重蹈轉(zhuǎn)基因技術(shù)的覆轍,讓公眾從“上游”參與討論影響納米技術(shù)的研究和政策,或許是一個(gè)有效的辦法。如果等到技術(shù)發(fā)展之后再讓公眾在“下游”參與,可能為時(shí)已晚,“很難改變公眾業(yè)已形成的印象和認(rèn)識(shí)”。
[論文摘要]科技的發(fā)展，使我們對(duì)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)研究的越來(lái)越透徹。納米技術(shù)便由此產(chǎn)生了，主要對(duì)納米材料和納米涂料的應(yīng)用加以闡述。
一、納米的發(fā)展歷史
納米（nm）是長(zhǎng)度單位，1納米是10-9米（十億分之一米），對(duì)宏觀物質(zhì)來(lái)說(shuō)，納米是一個(gè)很小的單位，不如，人的頭發(fā)絲的直徑一般為7000-8000nm，人體紅細(xì)胞的直徑一般為3000-5000nm，一般病毒的直徑也在幾十至幾百納米大小，金屬的晶粒尺寸一般在微米量級(jí)；對(duì)于微觀物質(zhì)如原子、分子等以前用埃來(lái)表示，1埃相當(dāng)于1個(gè)氫原子的直徑，1納米是10埃。一般認(rèn)為納米材料應(yīng)該包括兩個(gè)基本條件：一是材料的特征尺寸在1-100nm之間，二是材料此時(shí)具有區(qū)別常規(guī)尺寸材料的一些特殊物理化學(xué)特性。
1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者理查德。費(fèi)曼預(yù)言，人類可以用小的機(jī)器制作更小的機(jī)器，最后實(shí)現(xiàn)根據(jù)人類意愿逐個(gè)排列原子、制造產(chǎn)品，這是關(guān)于納米科技最早的夢(mèng)想。1991年，美國(guó)科學(xué)家成功地合成了碳納米管，并發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量?jī)H為同體積鋼的1/6，強(qiáng)度卻是鋼的10倍，因此稱之為超級(jí)纖維.這一納米材料的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志人類對(duì)材料性能的發(fā)掘達(dá)到了新的高度。1999年，納米產(chǎn)品的年?duì)I業(yè)額達(dá)到500億美元。
二、納米技術(shù)在防腐中的應(yīng)用
納米涂料必須滿足兩個(gè)條件：一是有一相尺寸在1～100nm；二是因?yàn)榧{米相的存在而使涂料的性能有明顯提高或具有新功能。納米涂料性能改善主要包括：第一、施工性能的改善。利用納米粒子粒徑對(duì)流變性的影響，如納米SiO2用于建筑涂料，可防止涂料的流掛；第二、耐候性的改善。利用納米粒子對(duì)紫外線的吸收性，如利用納米TiO2、SiO2可制得耐候性建筑外墻涂料、汽車面漆等；第三、力學(xué)性能的改善。利用納米粒子與樹(shù)脂之間強(qiáng)大的界面結(jié)合力，可提高涂層的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐刮傷性等。納米功能性涂料主要有抗菌涂料、界面涂料、隱身涂料、靜電屏蔽涂料、隔熱涂料、大氣凈化涂料、電絕緣涂料、磁性涂料等。
納米技術(shù)的應(yīng)用為涂料工業(yè)的發(fā)展開(kāi)辟了一條新途徑，目前用于涂料的納米材料最多的是SiO2、TiO2、CaCO3、ZnO、Fe2O3等。由于納米粒子的比表面大、表面自由能高，粒子之間極易團(tuán)聚，納米粒子的這種特性決定了納米涂料不可能象顏料、添料與基料通過(guò)簡(jiǎn)單的混配得到。同時(shí)納米粒子種類很多，性能各異，不是每一種納米粒子和每一粒徑范圍的納米粒子制得的涂料都能達(dá)到所期望的性能和功能，需要經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)研究工作，才有可能得到真正的納米涂料。
納米涂料雖然無(wú)毒，但由于改性技術(shù)原因，性能并不理想，加上價(jià)格太貴，難以推廣；而三聚磷酸鋁也因價(jià)格原因未能大量應(yīng)用。國(guó)外公司如美國(guó)的Halox、Sherwin－williams、Mineralpigments、德國(guó)的Hrubach、法國(guó)的SNCZ、英國(guó)的BritishPetroleum、日本的帝國(guó)化工公司均推出了一系列無(wú)毒納米防銹顏料，性能不錯(cuò)，甚至已可與鉻酸鹽相以前我國(guó)防銹顏料的開(kāi)發(fā)整體水平落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家，仍然以紅丹、鉻酸鹽、鐵系顏料、磷酸鋅等傳統(tǒng)防銹顏料為主。紅丹因其污染嚴(yán)重，對(duì)人體的傷害很大，目前已被許多國(guó)家相繼淘汰和禁止使用；磷酸鋅防銹顏料雖比。我國(guó)防銹涂料業(yè)也蓬勃發(fā)展，也可以生產(chǎn)納米漆。
我國(guó)自主生產(chǎn)的產(chǎn)品目前已通過(guò)國(guó)家涂料質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心、鐵道部產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心車輛檢驗(yàn)站、機(jī)械科學(xué)院武漢材料保護(hù)研究所等國(guó)內(nèi)多家權(quán)威機(jī)構(gòu)的分析和檢測(cè)，同時(shí)還經(jīng)過(guò)加拿大國(guó)家涂料信息中心等國(guó)外權(quán)威機(jī)構(gòu)的技術(shù)分析，結(jié)果表明其具有目前國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品無(wú)可比擬的防銹性能和環(huán)保優(yōu)勢(shì)，是防銹涂料領(lǐng)域劃時(shí)代產(chǎn)品，復(fù)合鐵鈦粉及其防銹漆通過(guò)國(guó)家權(quán)威機(jī)構(gòu)的鑒定后已在多個(gè)工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。
三、納米材料在涂料中應(yīng)用展前景預(yù)測(cè) 轉(zhuǎn)貼于
據(jù)估算，全球納米技術(shù)的年產(chǎn)值已達(dá)到500億美元。目前，發(fā)達(dá)國(guó)家政府和大的企業(yè)紛紛啟動(dòng)了發(fā)展納米技術(shù)和納米計(jì)劃的研究計(jì)劃。美國(guó)將納米技術(shù)視為下一次工業(yè)革命的核心，2001年年初把納米技術(shù)列為國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)，在納米科技基礎(chǔ)研究方面的投資，從1997年的1億多美元增加到2001年近5億美元，準(zhǔn)備像微電子技術(shù)那樣在這一領(lǐng)域獨(dú)占領(lǐng)先地位。日本也設(shè)立了納米材料中心，把納米技術(shù)列入新五年科技基本計(jì)劃的研究開(kāi)發(fā)重點(diǎn)，將以納米技術(shù)為代表的新材料技術(shù)與生命科學(xué)、信息通信、環(huán)境保護(hù)等并列為四大重點(diǎn)發(fā)展領(lǐng)域。德國(guó)也把納米材料列入21世紀(jì)科研的戰(zhàn)略領(lǐng)域，全國(guó)有19家機(jī)構(gòu)專門建立了納米技術(shù)研究網(wǎng)。在人類進(jìn)入21世紀(jì)之際，納米科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)社會(huì)的發(fā)展和生存環(huán)境改善及人體健康的保障都將做出更大的貢獻(xiàn)。從某種意義上說(shuō)，21世紀(jì)將是一個(gè)納米世紀(jì)。
由于表面納米技術(shù)運(yùn)用面廣、產(chǎn)業(yè)化周期短、附加值高，所形成的高新技術(shù)和高技術(shù)產(chǎn)品、以及對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品的改造升級(jí)，產(chǎn)業(yè)化市場(chǎng)前景極好。
在納米功能和結(jié)構(gòu)材料方面，將充分利用納米材料的異常光學(xué)特性、電學(xué)特性、磁學(xué)特性、力學(xué)特性、敏感特性、催化與化學(xué)特性等開(kāi)發(fā)高技術(shù)新產(chǎn)品，以及對(duì)傳統(tǒng)材料改性；將重點(diǎn)突破各類納米功能和結(jié)構(gòu)材料的產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)和表征技術(shù)。多功能的納米復(fù)合材料、高性能的納米硬質(zhì)合金等為化工、建材、輕工、冶金等行業(yè)的跨越式發(fā)展提供了廣泛的機(jī)遇。各類納米材料的產(chǎn)業(yè)化可能形成一批大型企業(yè)或企業(yè)集團(tuán)，將對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重要影響；納米技術(shù)的應(yīng)用逐漸滲透到涉及國(guó)計(jì)民生的各個(gè)領(lǐng)域，將產(chǎn)生新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。
納米技術(shù)在涂料行業(yè)的應(yīng)用和發(fā)展，促使涂料更新?lián)Q代，為涂料成為真正的綠色環(huán)保產(chǎn)品開(kāi)創(chuàng)了突破性的新紀(jì)元。
納米涂料已被認(rèn)定為北京奧運(yùn)村建筑工程的專用產(chǎn)品，展示出該涂料在建筑領(lǐng)域里的應(yīng)用價(jià)值。它利用獨(dú)特的光催化技術(shù)對(duì)空氣中有毒氣體有強(qiáng)烈的分解，消除作用。對(duì)甲醛、氨氣等有害氣體有吸收和消除的功能，使室內(nèi)空氣更加清新。經(jīng)測(cè)試，對(duì)各種霉菌的殺抑率達(dá)99％以上，有長(zhǎng)期的防霉防藻效果。納米改性內(nèi)墻涂料，實(shí)際上是高級(jí)的衛(wèi)生型涂料，適合于家庭、醫(yī)院、賓館和學(xué)校的涂裝。納米改性外墻涂料，利用納米材料二元協(xié)同的荷葉雙疏機(jī)理，較低的表面張力，具有高強(qiáng)的附著力，漆膜硬度高且有韌性，優(yōu)良的自潔功能，強(qiáng)勁的抗粉塵和抗臟物的粘附能力，疏水性極佳，容易清洗污物的性能。耐洗性大于15000次，具有良好的保光保色性能，抗紫外線能力極強(qiáng)。使用壽命達(dá)15年以上。顆粒徑細(xì)小，能深入墻體，與墻面的硅酸鹽類物質(zhì)配位反應(yīng)，使其牢牢結(jié)合成一體，附著力強(qiáng)，不起皮，不剝落，抗老化。其納米抗凍性功能涂料，除具備納米型涂料各種優(yōu)良性之外，可在10℃到25℃之內(nèi)正常施工。突破了建筑涂料要求墻體濕度在10％以下的規(guī)定，使建筑行業(yè)施工縮短了工期，提高了功效，又創(chuàng)造出高質(zhì)量。
四、結(jié)語(yǔ)
由于目前應(yīng)用納米材料對(duì)涂料進(jìn)行改性尚處在初級(jí)階段，技術(shù)、工藝還不太成熟，需要探索和改進(jìn)。但涂料的各種性能得到某些改進(jìn)的試驗(yàn)結(jié)果足以證明，納米改性涂料的市場(chǎng)前景是非常好的。
參考文獻(xiàn)：
[1]橋本和仁等［J］. 現(xiàn)代化工. 1996(8):25～28.
[關(guān)鍵詞]石油工程 課程 教學(xué) 改革 探索
前言
中國(guó)文化最高深意之所在，在于“中國(guó)人所謂通天人合內(nèi)外，亦可謂即是自然與人文之會(huì)合”[1]。中國(guó)儒家好言人道，即人文，緣于儒家經(jīng)典《周易》之“觀乎人文，以化成天下”?，F(xiàn)在我國(guó)所提倡的“以人為本”的科學(xué)發(fā)展觀，可謂與我國(guó)傳統(tǒng)學(xué)說(shuō)是一脈相承的。教學(xué)必須以人為本，對(duì)于自然科學(xué)及工程技術(shù)領(lǐng)域的教學(xué)，在強(qiáng)調(diào)理論的同時(shí)，除了要與實(shí)踐相結(jié)合外，還要與人文會(huì)合。作者從事高校教學(xué)和科研工作二十多年，恰逢盛世，有幸參與學(xué)樣的教改研究及“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”?，F(xiàn)以曾講授過(guò)的石油工程專業(yè)課《油田化學(xué)》、《鉆井液工藝原理》及其專業(yè)基礎(chǔ)課《膠體與表面化學(xué)》等課程為例，結(jié)合相關(guān)課程以及目前已完成的“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”以及教學(xué)改革項(xiàng)目，探索高校專業(yè)課及專業(yè)基礎(chǔ)課的教改思路。
一、專業(yè)及專業(yè)基礎(chǔ)課程
《油田化學(xué)》是石油工程的專業(yè)課程之一，是研究油田鉆井、完井、采油、注水、提高采收率及原油集輸?shù)冗^(guò)程中的化學(xué)問(wèn)題的科學(xué)。油田化學(xué)其實(shí)由鉆井化學(xué)、采油化學(xué)和集輸化學(xué)三部分組成，以無(wú)機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、物理化學(xué)、膠體化學(xué)、表面化學(xué)、高分子化學(xué)等基礎(chǔ)化學(xué)為理論基礎(chǔ)，通過(guò)各種類型的油田化學(xué)劑來(lái)解決油氣鉆進(jìn)過(guò)程中遇到的復(fù)雜問(wèn)題，改造油層及油水井，改善原油在管道中流動(dòng)狀況，以及分離油氣水，提供高品質(zhì)原油，減少油田采出水對(duì)環(huán)境的污染。雖然這三個(gè)部分是不同的體系和過(guò)程，十分復(fù)雜，并且有各自的發(fā)展方向，但是它們又是相互關(guān)聯(lián)的，絕大多數(shù)體系屬于或涉及到膠體分散體系（屬于納米技術(shù)的范疇）。
《大學(xué)》八條目，以格物致知為先。朱子《大學(xué)格物補(bǔ)傳》有，因其已知之理而益窮之。雖然石油工程本科生開(kāi)設(shè)了《膠體與表面化學(xué)》等基礎(chǔ)課，但實(shí)際使用的教材中，膠體理論知識(shí)部分中所講述納米材料較少，內(nèi)容較少，且與實(shí)際結(jié)合得不夠，講授時(shí)安排的學(xué)時(shí)也很少。其實(shí)自從進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，納米技術(shù)日新月異，已經(jīng)影響到我們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?。因此，我們追蹤了相關(guān)學(xué)科在納米技術(shù)方面的研究熱點(diǎn)及其發(fā)展方向，補(bǔ)充講稿，完善教案。盡量做到理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的學(xué)習(xí)積極性。
二、納米技術(shù)
納米是長(zhǎng)度計(jì)量單位，1納米是1米的十億分之一，相當(dāng)于10個(gè)氫原子一個(gè)挨一個(gè)排列起來(lái)的長(zhǎng)度。納米材料涉及凝聚態(tài)物理、化學(xué)、材料和生物等領(lǐng)域，被公認(rèn)為21世紀(jì)重點(diǎn)發(fā)展的新型材料之一。納米材料現(xiàn)已發(fā)展到人工組裝合成有納米結(jié)構(gòu)的材料。
納米技術(shù)在油田化學(xué)中經(jīng)常用于鉆井液完井液的暫堵劑以保護(hù)油氣層，在油田采出水處理中可以利用納米材料的光催化作用，將采油污水中的油和高分子進(jìn)行光催化和光降解，使其達(dá)到回注地層及外排的水質(zhì)要求。利用納米技術(shù)甚至可以從水和空氣中清除細(xì)微污染物，從而提供更清潔的環(huán)境和更高質(zhì)量的水。
三、教改探索
（一）教學(xué)探索
作者將自己平時(shí)積累的學(xué)習(xí)及科研經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)用到不同層次的教學(xué)中。在本科教學(xué)中，先側(cè)重基礎(chǔ)知識(shí)講解，然后再講授膠體的各種性質(zhì)。在給碩士生講授《現(xiàn)代鉆井液技術(shù)》以及給博士生講授《高等膠體化學(xué)》時(shí)，作者也將納米技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)引入進(jìn)來(lái)。針對(duì)學(xué)生們將來(lái)的工作，要求學(xué)生了解各油田的情況，使每一位學(xué)生能更快更好地了解未來(lái)的工作。
在本科生教學(xué)過(guò)程，針對(duì)納米材料的特性引入學(xué)生感興趣的話題，從而提高學(xué)生們的學(xué)習(xí)興趣。例如，金紅石型納米二氧化鈦可用作涂料，涂層粗糙度小，表面光滑細(xì)膩；而銳鈦礦型納米二氧化鈦可以防紫外線，可用在遮陽(yáng)傘的防紫輻射。女生們比較感興趣的話題是引入納米材料的化妝品，有同學(xué)提到互聯(lián)網(wǎng)上的天價(jià)納米金護(hù)膚品的廣告。作者在講解到《膠體化學(xué)》中溶膠的光學(xué)性質(zhì)時(shí)，以多媒體的形式向?qū)W生進(jìn)行展示金溶膠的顏色。金溶膠粒子逐漸減小時(shí)所對(duì)應(yīng)的顏色從紅色到藍(lán)色，其實(shí)可以呈現(xiàn)出不同的顏色；而金屬銀在50～60納米時(shí)，也可以呈現(xiàn)黃色。學(xué)生們看了PPT后一目了然，除了不會(huì)再受不實(shí)廣告宣傳影響外，對(duì)本課程的學(xué)習(xí)更加投入了。此后提問(wèn)的學(xué)生多了，學(xué)習(xí)的積極性得到普遍提高，學(xué)生們的期末考試成績(jī)普遍好于往屆。對(duì)碩士生及博士生的要求則要求更高一些，除了要求他們對(duì)日常生活中所涉及的納米技術(shù)有所了解外，還要求他們能夠結(jié)合專業(yè)知識(shí)，研制出可用于石油工程專業(yè)領(lǐng)域的納米材料。
在針對(duì)來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)的學(xué)生進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)，作者則是與學(xué)生多互動(dòng)，既了解了各油田的研究現(xiàn)狀，又針對(duì)一些具體問(wèn)題提供參考意見(jiàn)。例如，在講解部分黏土礦物對(duì)采油工程的影響時(shí)，特別提到在深部地層的油層有時(shí)會(huì)存在綠泥石，而綠泥石中可能有一定含量的鐵元素，在進(jìn)行強(qiáng)化采油時(shí)，不適宜采用酸化作業(yè)來(lái)提高原油采收率。一些培訓(xùn)的同學(xué)曾在某油田承擔(dān)過(guò)兩項(xiàng)酸化作業(yè)，但在施工后卻發(fā)現(xiàn)油井產(chǎn)量非但沒(méi)有上升，反而下降了。經(jīng)學(xué)習(xí)后發(fā)現(xiàn)，就是由于未進(jìn)行黏土礦物的組成分析。
（二）創(chuàng)新探索
在“大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)”中，作者與本科生一起完成了“鉆井液用超細(xì)顆粒的研制”。在近一年的研究過(guò)程中，本著“學(xué)不厭，教不倦”的精神，不以師自居，鼓勵(lì)學(xué)生多動(dòng)手進(jìn)行實(shí)際操作的同時(shí)檢索文獻(xiàn)。用孔子的五步學(xué)習(xí)法啟發(fā)學(xué)生：博學(xué)之，審問(wèn)之，慎思之，明辨之，篤行之[2]。與研究生們一起研制出了多種鉆井液用超細(xì)顆粒，并獲得黑龍江省石油學(xué)會(huì)優(yōu)秀論文三等獎(jiǎng)。在學(xué)校的教改項(xiàng)目中，作者還與其他師生一起共同學(xué)習(xí)和共同實(shí)踐，圓滿完成了工作任務(wù)。
四、結(jié)論
錢穆先生曾說(shuō)：教與學(xué)平等，共一業(yè)。師與弟子亦平等，共一生命。教者學(xué)者在其全人生中交融為一，始得謂之是教育[1]。作者一直認(rèn)同錢穆先生的“能于教者中得一學(xué)者，則成為一不尋常之師。終其身惟有一大事業(yè)斯曰學(xué)”。孔子也說(shuō)過(guò)：后生可畏，焉知來(lái)者之不如今。我等雖是教者，但應(yīng)以學(xué)生為本，同時(shí)也以學(xué)習(xí)為終生職業(yè)。
[參考文獻(xiàn)]
[1]錢穆.現(xiàn)代中國(guó)學(xué)術(shù)論衡.第二版.北京：三聯(lián)書店.2005年.p38-60.
并非所有納米物質(zhì)都有害
納米對(duì)于絕大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，是個(gè)新鮮的名詞，提出“納米疾病”似乎并無(wú)不妥。但納米畢竟只是一個(gè)長(zhǎng)度單位，如果依此類推我們提出“厘米疾病”、“毫米疾病”，則顯得有幾分怪異。
納米技術(shù)產(chǎn)品是近年研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)，雖然各國(guó)都在加大對(duì)納米技術(shù)的研究，但迄今為止，人們對(duì)納米材料在環(huán)境中的作用及其對(duì)人的影響知之甚少。隨著納米技術(shù)和納米材料的快速發(fā)展，人們接觸納米材料的機(jī)會(huì)日益增多，納米材料的生物學(xué)效應(yīng)受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。
研究證實(shí)，納米顆?？梢栽诤粑兰胺闻葜谐练e，顆粒越小沉積越多。單壁碳納米管粒徑小，質(zhì)量輕，容易在肺部沉積，引起以肉芽腫為特征的肺部損傷。在體內(nèi)和體外試驗(yàn)中，納米二氧化鈦對(duì)肺部的損傷程度均大于微米尺度的二氧化鈦顆粒。多項(xiàng)研究表明，大鼠暴露于納米二氧化鈦顆粒后。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，肺巨噬細(xì)胞清除能力下降，二氧化鈦顆粒在肺內(nèi)滯留增多，并逐漸向間質(zhì)組織和周圍淋巴結(jié)侵襲，導(dǎo)致肺泡上皮損傷、增生等炎癥反應(yīng)。
目前，研制開(kāi)發(fā)的納米材料種類繁多，并不是所有物質(zhì)在納米狀態(tài)都會(huì)呈現(xiàn)出毒副作用，甚至在納米狀態(tài)還會(huì)呈現(xiàn)毒性減少的趨勢(shì)。以石英為代表的結(jié)晶型二氧化硅已被證實(shí)對(duì)人體有很大危害，而有研究表明納米二氧化硅致肺纖維化等慢性毒性效應(yīng)則可能比標(biāo)準(zhǔn)二氧化硅輕。
對(duì)動(dòng)物有危害≠對(duì)人類有危害
迄今為止，納米材料導(dǎo)致的生物學(xué)損害作用依然停留在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段，還沒(méi)有導(dǎo)致人體危害的確切證據(jù)。像以往對(duì)許多化學(xué)品的毒理學(xué)研究一樣，對(duì)動(dòng)物有危害，并不等同于對(duì)人類有危害。這主要是因?yàn)椋?/p>
1、納米只是計(jì)量單位，是否產(chǎn)生生物學(xué)損害，要看具體是什么化學(xué)物質(zhì)。
2、目前對(duì)于納米材料導(dǎo)致的生物學(xué)損害的研究，對(duì)所采用劑量報(bào)道較少。任何化學(xué)品的有害、無(wú)害只是相對(duì)概念。劑量效應(yīng)關(guān)系是普遍存在的。納米材料是否產(chǎn)生生物學(xué)損害，要看接觸者的實(shí)際暴露劑量。
3、目前的研究已經(jīng)證實(shí)，不同動(dòng)物種屬對(duì)納米材料的生物學(xué)反應(yīng)存在一定差異。
認(rèn)定納米材料致病尚缺乏依據(jù)
作為曾經(jīng)醫(yī)治過(guò)河北7名“怪病”女工并到作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行過(guò)實(shí)際調(diào)研的醫(yī)務(wù)人員。筆者認(rèn)為，認(rèn)定上述患者暴露于納米顆粒環(huán)境中缺乏依據(jù)，因此認(rèn)定是納米材料導(dǎo)致了損害同樣缺乏依據(jù)。這主要是因?yàn)椋?/p>
1、迄今為止，導(dǎo)致上述患者患病的物質(zhì)依然沒(méi)有得到確認(rèn)。我院曾經(jīng)組織多學(xué)科，邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)諸多專家，多次為上述患者進(jìn)行會(huì)診，也對(duì)患者使用的原材料進(jìn)行過(guò)分析。沒(méi)有確認(rèn)患者所使用原材料為納米物質(zhì)。
2、國(guó)內(nèi)外從事印刷PS版噴涂作業(yè)的企業(yè)眾多，尚未發(fā)現(xiàn)有類似情況發(fā)生。上述患者所使用的噴涂劑，是用人單位貪圖廉價(jià)所采購(gòu)的沒(méi)有生產(chǎn)廠家標(biāo)識(shí)、沒(méi)有產(chǎn)品名稱標(biāo)識(shí)、沒(méi)有成分標(biāo)識(shí)的“三無(wú)”產(chǎn)品。廉價(jià)購(gòu)得“納米材料”可能性不大。
3、從事印刷PS版噴涂作業(yè)的企業(yè)，使用的主要物質(zhì)成分為聚丙烯酸酯。國(guó)內(nèi)有學(xué)者用聚丙烯酸酯為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物染毒，沒(méi)有復(fù)制出胸腔積液和肺損傷的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物；而使用從生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)獲取的原材料，已經(jīng)成功復(fù)制出胸腔積液和肺損傷的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。因此。不能認(rèn)定病因?yàn)榫郾┧狨ゼ{米材料。
論文摘要：介紹了納米磁性材料的用途,闡述了納米顆粒型、納米微晶型和磁微電子結(jié)構(gòu)材料三大類納米磁性材料的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀。
1引言
磁性材料一直是國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防工業(yè)的重要支柱與基礎(chǔ)，廣泛地應(yīng)用于電信、自動(dòng)控制、通訊、家用電器等領(lǐng)域，在微機(jī)、大型計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用具有重要地位。信息化發(fā)展的總趨勢(shì)是向小、輕、薄以及多功能方向進(jìn)展，因而要求磁性材料向高性能、新功能方向發(fā)展。納米磁性材料是指材料尺寸限度在納米級(jí)，通常在1～100nm的準(zhǔn)零維超細(xì)微粉，一維超薄膜或二維超細(xì)纖維（絲）或由它們組成的固態(tài)或液態(tài)磁性材料。當(dāng)傳統(tǒng)固體材料經(jīng)過(guò)科技手段被細(xì)化到納米級(jí)時(shí)，其表面和量子隧道等效應(yīng)引發(fā)的結(jié)構(gòu)和能態(tài)的變化，產(chǎn)生了許多獨(dú)特的光、電、磁、力學(xué)等物理化學(xué)特能，有著極高的活性，潛在極大的原能能量，這就是“量變到質(zhì)變”。納米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效應(yīng)、超順磁性、宏觀量子隧道效應(yīng)、磁有序顆粒的小尺寸效應(yīng)、特異的表觀磁性等。
2納米磁性材料的研究概況
納米磁性材料根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征可以分為納米顆粒型、納米微晶型和磁微電子結(jié)構(gòu)材料三大類。
2.1納米顆粒型
磁存儲(chǔ)介質(zhì)材料：近年來(lái)隨著信息量飛速增加，要求記錄介質(zhì)材料高性能化，特別是記錄高密度化。高記錄密度的記錄介質(zhì)材料與超微粒有密切的關(guān)系。若以超微粒作記錄單元，可使記錄密度大大提高。納米磁性微粒由于尺寸小，具有單磁疇結(jié)構(gòu)，矯頑力很高的特性，用它制作磁記錄材料可以提高信噪比，改善圖像質(zhì)量。
納米磁記錄介質(zhì)：如合金磁粉的尺寸在80nm，鋇鐵氧體磁粉的尺寸在40nm，今后進(jìn)一步提高密度向“量子磁盤”化發(fā)展，利用磁納米線的存儲(chǔ)特性，記錄密度達(dá)400Gbit/in2，相當(dāng)于每平方英寸可存儲(chǔ)20萬(wàn)部紅樓夢(mèng)小說(shuō)。
磁性液體：它是由超順磁性的納米微粒包覆了表面活性劑，然后彌漫在基液中而構(gòu)成。利用磁性液體可以被磁場(chǎng)控制的特性，用環(huán)狀永磁體在旋轉(zhuǎn)軸密封部件產(chǎn)生一環(huán)狀的磁場(chǎng)分布，從而可將磁性液體約束在磁場(chǎng)之中而形成磁性液體的“O”形環(huán)，且沒(méi)有磨損，可以做到長(zhǎng)壽命的動(dòng)態(tài)密封。這也是磁性液體較早、較廣泛的應(yīng)用之一。此外，在電子計(jì)算機(jī)中為防止塵埃進(jìn)入硬盤中損壞磁頭與磁盤，在轉(zhuǎn)軸處也已普遍采用磁性液體的防塵密封。磁性液體還有其他許多用途，如儀器儀表中的阻尼器、無(wú)聲快速的磁印刷、磁性液體發(fā)電機(jī)、醫(yī)療中的造影劑等等。
納米磁性藥物：磁性治療技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究領(lǐng)域在拓寬，如治療癌癥，用納米的金屬性磁粉液體注射進(jìn)人體病變的部位，并用磁體固定在病灶的細(xì)胞附近，再用微波輻射金屬加熱法升到一定的溫度，能有效地殺死癌細(xì)胞。另外，還可以用磁粉包裹藥物，用磁體固定在病灶附近，這樣能加強(qiáng)藥物治療作用。
電波吸收（隱身）材料：納米粒子對(duì)紅外和電磁波有吸收隱身作用。由于納米微粒尺寸遠(yuǎn)小于紅外及雷達(dá)波波長(zhǎng)，因此納米微粒材料對(duì)這種波的透過(guò)率比常規(guī)材料要強(qiáng)得多，這就大大減少波的反射率，使得紅外探測(cè)器和雷達(dá)接收到的反射信號(hào)變得很微弱，從而達(dá)到隱身的作用；另一方面，納米微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉大3-4個(gè)數(shù)量級(jí)，對(duì)紅外光和電磁波的吸收率也比常規(guī)材料大得多，這就使得紅外探測(cè)器及雷達(dá)得到的反射信號(hào)強(qiáng)度大大降低，因此很難發(fā)現(xiàn)被探測(cè)目標(biāo)，起到了隱身作用。
2.2納米微晶型
納米微晶稀土永磁材料：稀土釹鐵硼磁體的發(fā)展突飛猛進(jìn)，磁體磁性能也在不斷提高，目前燒結(jié)釹鐵硼磁體的磁能積達(dá)到50MGOe，接近理論值64MGOe，并已進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)。為進(jìn)一步改善磁性能，目前已經(jīng)用速凝薄片合金的生產(chǎn)工藝，一般的快淬磁粉晶粒尺寸為20-50nm，如作為粘結(jié)釹鐵硼永磁原材料的快淬磁粉。為克服釹鐵硼磁體低的居里溫度，易氧化和比鐵氧體高的成本價(jià)格等缺點(diǎn)，目前正在探索新型的稀土永磁材料，如釤鐵氮、釹鐵氮等化合物。另一方面，開(kāi)發(fā)研制復(fù)合稀土永磁材料，將軟磁相與永磁相在納米尺寸內(nèi)進(jìn)行復(fù)合，就可獲得高飽和磁化強(qiáng)度和高矯頑力的新型永磁材料。轉(zhuǎn)
納米微晶稀土軟磁材料：在1988年，首先發(fā)現(xiàn)在鐵基非晶的基體中加入少量的銅和稀土，經(jīng)適當(dāng)溫度晶化退火后，獲得一種性能優(yōu)異的具有超細(xì)晶粒（直徑約10nm）軟磁合金，后被稱為納米晶軟磁合金。納米晶磁性材料可開(kāi)發(fā)成各種各樣的磁性器，應(yīng)用于電力電子技術(shù)領(lǐng)域，用作電流互感器、開(kāi)關(guān)電源變壓器、濾波器、漏電保護(hù)器、互感器及傳感器等，可取得令人滿意的經(jīng)濟(jì)效益。
2.3磁微電子結(jié)構(gòu)材料
巨磁電阻材料：將納米晶的金屬軟磁顆粒彌散鑲嵌在高電阻非磁性材料中，構(gòu)成兩相組織的納米顆粒薄膜，這種薄膜最大特點(diǎn)是電阻率高，稱為巨磁電阻效應(yīng)材料，在100MHz以上的超高頻段顯示出優(yōu)良的軟磁特性。由于巨磁電阻效應(yīng)大，可便器件小型化、廉價(jià)，可作成各種傳感器件，例如，測(cè)量位移、角度，數(shù)控機(jī)床、汽車測(cè)速，旋轉(zhuǎn)編碼器，微弱磁場(chǎng)探測(cè)器（SQUIDS）等
磁性薄膜變壓器：個(gè)人電腦和手機(jī)的小型化，必須采用高頻開(kāi)關(guān)電源，并且工作頻率越來(lái)越高，逐步提高到1～2MHz或更高。要想使高頻開(kāi)關(guān)電源進(jìn)一步向輕薄小方向發(fā)展，立體的三維結(jié)構(gòu)鐵芯已經(jīng)不能滿足要求，只有向低維的平面結(jié)構(gòu)發(fā)展，才能使高度更薄、長(zhǎng)度更短、體積更小。對(duì)于10～25W小功率開(kāi)關(guān)電源，將采用印刷鐵芯和磁性薄膜鐵芯。幾個(gè)微米厚的磁性薄膜，基本上不成形三維立體結(jié)構(gòu)，而是二維平面結(jié)構(gòu)，其物理特性也與原來(lái)的立體結(jié)構(gòu)不同，可以獲得前所未有的高性能和綜合性能。
磁光存儲(chǔ)器：當(dāng)前只讀和一次刻錄式的光盤已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但是可重復(fù)寫、擦的光盤還沒(méi)有產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。最具有發(fā)展前途的是磁性材料介質(zhì)的磁光存儲(chǔ)器，其可以像磁盤一樣反復(fù)多次地重復(fù)記錄。目前大量使用的軟磁盤，由于材料介質(zhì)和記錄磁頭的局限性，其存儲(chǔ)密度已經(jīng)達(dá)到極限；另外其已經(jīng)不能滿足信息技術(shù)的發(fā)展要求，無(wú)法在一張盤上存儲(chǔ)更多的圖象和數(shù)據(jù)。采用磁光盤存儲(chǔ)，就能在一張盤上記錄數(shù)千兆字節(jié)到數(shù)十千兆字節(jié)的容量，并且能反復(fù)地擦寫使用。
3展望
納米技術(shù)是本世紀(jì)前20年的主導(dǎo)技術(shù),納米材料是納米技術(shù)的核心,是21世紀(jì)最有前途的材料,也是納米技術(shù)的應(yīng)用基礎(chǔ)之一。納米科技的發(fā)展給傳統(tǒng)磁性產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了跨越式發(fā)展的重大機(jī)遇和挑戰(zhàn),納米級(jí)磁性材料的開(kāi)發(fā)和研究是磁性材料發(fā)展的一個(gè)必然方向,但同時(shí)也應(yīng)重視用納米技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和對(duì)現(xiàn)有材料進(jìn)行納米改性方面的研究,以全面提高企業(yè)的技術(shù)水平和競(jìng)爭(zhēng)能力,在世界民族之林樹(shù)立中華民族的大旗。
參考文獻(xiàn)
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［2］許改霞，王平，李蓉等.納米傳感技術(shù)及其在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用［J］.國(guó)外醫(yī)學(xué)生物工程分冊(cè)，2002，25（2）：49-54.
納米科技和納米材料是20世紀(jì)80年代剛剛誕生并正在崛起的高新技術(shù),它是研究包括從亞微米、納米到團(tuán)簇尺寸(從幾個(gè)原子到幾百個(gè)原子以上尺寸)之間的物質(zhì)組成體系的運(yùn)動(dòng)相互作用以及可能的實(shí)際應(yīng)用中的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,研究?jī)?nèi)容還涉及現(xiàn)代科技的廣闊領(lǐng)域。世界各國(guó)都對(duì)納米技術(shù)給予了極大關(guān)注,美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,都將納米技術(shù)和納米材料作為研究開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)課題,并得到政府的資金支持。隨著科技發(fā)展進(jìn)步,人類對(duì)納米科技的研究日益廣泛深入,納米技術(shù)也已開(kāi)始得到了較大范圍的應(yīng)用,并越來(lái)越深入地影響和改變著人們的生產(chǎn)、生活及思想,而對(duì)經(jīng)濟(jì)、政治及社會(huì)的影響則更多地體現(xiàn)在各國(guó)間對(duì)納米科技及其應(yīng)用的激烈競(jìng)爭(zhēng)上。具有特異功能的各種納米材料越來(lái)越多,由納米材料制備的功能性產(chǎn)品也不斷地被開(kāi)發(fā)出來(lái),開(kāi)始形成一個(gè)新型的納米功能性產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。在眾多的納米材料中,一些高性能的納米陶瓷粉體材料,也就是廣義上的無(wú)機(jī)非金屬納米材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用最為廣泛和活躍,并已在多種產(chǎn)業(yè)和實(shí)際產(chǎn)品中得到應(yīng)用,出現(xiàn)了高性能多功能性納米產(chǎn)品,從而使得許多傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)正在發(fā)生一場(chǎng)新的技術(shù)革命。隨著納米技術(shù)和納米材料進(jìn)入更多的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)品中,納米科技將會(huì)給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,并對(duì)人類社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步產(chǎn)生深遠(yuǎn)地影響。
納米是一個(gè)長(zhǎng)度單位,1納米等于十億分之一米,20納米相當(dāng)于1根頭發(fā)絲的三千分之一。20世紀(jì)90年代起,各國(guó)科學(xué)家紛紛投入一場(chǎng)“納米大戰(zhàn)”,在0.10―100納米尺度的空間內(nèi),研究電子、原子和分子運(yùn)動(dòng)規(guī)律和特性。
中國(guó)科學(xué)界不甘人后,1993年中國(guó)科學(xué)院北京真空物理實(shí)驗(yàn)室操縱原子成功寫出“中國(guó)”二字,標(biāo)志著中國(guó)開(kāi)始在國(guó)際納米科技領(lǐng)域占有一席之地,并居于國(guó)際科技前沿。研究材料學(xué)的專家學(xué)者也不甘人后,紛紛把眼光瞄準(zhǔn)了“納米”這一新技術(shù)領(lǐng)域,使得納米科技和納米技術(shù)取得了迅速地發(fā)展。隨著納米材料和納米技術(shù)進(jìn)入更多的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和傳統(tǒng)產(chǎn)品中,納米科技將會(huì)給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益,對(duì)人類社會(huì)進(jìn)步產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響,同時(shí)發(fā)展納米科技是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是新型科技和新型產(chǎn)業(yè)的深度融合,代表著科技創(chuàng)新的方向,也代表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向,使戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)盡早成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè),要大力推動(dòng)自主創(chuàng)新、提高原始創(chuàng)新能力和關(guān)鍵核心技術(shù)創(chuàng)新能力,著力突破制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。加快推進(jìn)自主創(chuàng)新,緊緊抓住新一輪世界科技革命帶來(lái)的戰(zhàn)略機(jī)遇,更加注重自主創(chuàng)新能力,加快科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化,加快科技體制改革,加快建設(shè)宏大的創(chuàng)新型科技人才隊(duì)伍,謀求經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與發(fā)展主動(dòng)權(quán),形成長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),為加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變提供強(qiáng)有力的科技支撐。
太原高科公司及企業(yè)技術(shù)中心簡(jiǎn)介
太原高科耐火材料有限公司于1989年由高樹(shù)森董事長(zhǎng)基于創(chuàng)新耐火材料,服務(wù)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的夢(mèng)想而發(fā)起創(chuàng)立。在成立之初,這只是一家簡(jiǎn)易的小型耐火材料廠,經(jīng)過(guò)幾年的艱苦奮斗,企業(yè)取得了初步的發(fā)展。1992年經(jīng)山西省高新技術(shù)委員會(huì)認(rèn)定、國(guó)家太原高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)管委會(huì)批準(zhǔn),成立了太原高科耐火材料有限公司(簡(jiǎn)稱太原高科)。公司建立了耐火材料生產(chǎn)廠和專門的耐火材料技術(shù)研究中心,并被山西省科技廳確立為山西省耐火材料工程技術(shù)中心,成為耐火材料行業(yè)唯一的國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。并承擔(dān)山西省高端重點(diǎn)行業(yè)用耐火材料的技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)工作。先后研究開(kāi)發(fā)出多種耐火材料高新技術(shù)產(chǎn)品,及時(shí)將研究成果轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,大大促進(jìn)了企業(yè)的發(fā)展,同時(shí)為技術(shù)研究和自主創(chuàng)新提供了雄厚的資金支持,形成了生產(chǎn)與科研相互促進(jìn)的良好局面。公司與國(guó)內(nèi)多所高等院校、科研機(jī)構(gòu)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)交流等領(lǐng)域建立長(zhǎng)期的合作關(guān)系,使公司在新產(chǎn)品技術(shù)性能、使用性能、技術(shù)儲(chǔ)備等方面不斷創(chuàng)新,形成了產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟,具備研究、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)高技術(shù)特種耐火材料能力,形成了自主研發(fā)、自主創(chuàng)新和自我實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。經(jīng)過(guò)20年的發(fā)展,在實(shí)現(xiàn)了公司的管理升級(jí)和穩(wěn)步、持續(xù)、快速發(fā)展的同時(shí),確立了以“以科研為依托,市場(chǎng)為導(dǎo)向”的科技興企的發(fā)展戰(zhàn)略。
目前,太原高科已通過(guò)ISO9001-2000國(guó)際質(zhì)量體系認(rèn)證和ISO14001:2004環(huán)境管理體系認(rèn)證,被山西省科委確定為“山西省科技先導(dǎo)型企業(yè)”、太原市科技局授予“太原市科技創(chuàng)新示范單位”、太原高新區(qū)授予“十佳技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目企業(yè)”及“質(zhì)量管理先進(jìn)企業(yè)”、山西省認(rèn)定為企業(yè)技術(shù)中心。最近,中國(guó)耐火材料行業(yè)協(xié)會(huì)授予太原高科耐火材料有限公司、山西省耐火材料工程技術(shù)研究中心“行業(yè)納米材料產(chǎn)業(yè)化示范基地”的稱號(hào)。
實(shí)踐證明,堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀,堅(jiān)持走自主研發(fā)和自主創(chuàng)新的道路是太原高科發(fā)展的根本。通過(guò)多年的努力,太原高科公司已走出了自主研發(fā)、自主創(chuàng)新、自主生產(chǎn)科研成果的路子,由“中國(guó)制造”變?yōu)椤爸袊?guó)創(chuàng)造”,而且實(shí)際效益十分突出,在這次金融危機(jī)的沖擊下,該企業(yè)也受到一定程度的影響,但在高董事長(zhǎng)的帶領(lǐng)下克服重重困難,企業(yè)產(chǎn)值利潤(rùn)仍得到了較大增長(zhǎng),并且由于納米科技、納米材料開(kāi)發(fā)成功和應(yīng)用,企業(yè)潛在產(chǎn)值利潤(rùn)發(fā)展空間十分廣闊。這同時(shí)也從一個(gè)側(cè)面說(shuō)明,我國(guó)科技體制改革中建立以企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的技術(shù)創(chuàng)新體系,并將其作為全面推進(jìn)國(guó)家創(chuàng)新體系建設(shè)的突破口,只有以企業(yè)為主體才能堅(jiān)持技術(shù)創(chuàng)新的市場(chǎng)導(dǎo)向,有效整合產(chǎn)學(xué)研的力量,確實(shí)增強(qiáng)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力,以企業(yè)為主體的創(chuàng)新機(jī)制,對(duì)科研成果迅速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力具有重要的推動(dòng)作用。
納米耐火材料研究成果概述
耐火材料是鋼鐵、有色金屬、建材、石化、能源、環(huán)保、電子、國(guó)防等基礎(chǔ)工業(yè)領(lǐng)域重要的基礎(chǔ)材料,是高溫工業(yè)熱工設(shè)備不可缺少的重要支撐材料,與鋼鐵等高溫工業(yè)的技術(shù)發(fā)展相互依存互為促進(jìn)。為了開(kāi)發(fā)21世紀(jì)新一代耐火材料,迫切需要運(yùn)用尖端的納米技術(shù)和納米材料開(kāi)發(fā)后續(xù)的納米耐火材料。隨著科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的日益加快和對(duì)納米技術(shù)廣泛深入的研究,作為高新技術(shù),納米技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用,并且越來(lái)越深入地影響和改變著人們的生產(chǎn)、生活及思想,而對(duì)經(jīng)濟(jì)、政治及社會(huì)的影響則更多地體現(xiàn)在各國(guó)間對(duì)納米技術(shù)及應(yīng)用的激烈競(jìng)爭(zhēng)上。耐火材料作為高溫工業(yè),特別是鋼鐵工業(yè)服務(wù)的基礎(chǔ)材料,它一直伴隨著高溫技術(shù)和材料科學(xué)的進(jìn)步而發(fā)展。如何應(yīng)用尖端的納米技術(shù)和納米材料來(lái)改變耐火材料的組織結(jié)構(gòu),特別是微觀顯微結(jié)構(gòu),全面提高耐火材料的各項(xiàng)性能指標(biāo),更好地滿足鋼鐵等高溫工業(yè)發(fā)展及使用需求,一直是廣大耐火材料工作者所關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。因此,高科公司和技術(shù)中心研究人員在高樹(shù)森董事長(zhǎng)的帶領(lǐng)下,對(duì)納米技術(shù)、納米材料及其在耐火材料領(lǐng)域中應(yīng)用開(kāi)展了長(zhǎng)期的、多方面的探索與嘗試,并且在此工作基礎(chǔ)上還進(jìn)行了專題研究和自主創(chuàng)新工作;結(jié)果表明,采用納米技術(shù)制備的納米陶瓷粉體材料所具有的功能特性,在納米耐火材料領(lǐng)域中應(yīng)用都能夠充分地顯示出來(lái)且得以確認(rèn);采用納米技術(shù)和納米材料制成的納米耐火材料產(chǎn)品,在鋼鐵工業(yè)新技術(shù)(如煉鋼二次精煉)中使用,也顯示出令人振奮的使用結(jié)果。
近年來(lái),我們對(duì)納米技術(shù)和納米材料進(jìn)行了深入研究和自主創(chuàng)新,自2008年至今,在將近兩年的時(shí)間里,共申報(bào)了六項(xiàng)納米耐火材料發(fā)明專利項(xiàng)目,涉及耐火材料的主要品種,前五項(xiàng)發(fā)明專利均已公布,并經(jīng)有關(guān)部門嚴(yán)格篩選后評(píng)定,被列為年度國(guó)家重點(diǎn)發(fā)明專利項(xiàng)目,并納入國(guó)家發(fā)明專利實(shí)施轉(zhuǎn)化項(xiàng)目中,還被國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局出版社編入發(fā)明人年鑒中;前兩項(xiàng)發(fā)明專利獲第九屆香港國(guó)際發(fā)明博覽會(huì)金獎(jiǎng),又獲第十二屆中國(guó)北京國(guó)際科技產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)第三屆中國(guó)自主創(chuàng)新杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。2010年這些納米發(fā)明專利在第十三屆中國(guó)北京國(guó)際科技產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)上又獲“中國(guó)自主創(chuàng)新杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)”,并在“中國(guó)高新企業(yè)發(fā)展國(guó)際論壇”上做了《關(guān)于發(fā)展納米科技和納米耐火材料自主創(chuàng)新及其產(chǎn)業(yè)化》的重要報(bào)告。六項(xiàng)納米發(fā)明專利項(xiàng)目分別是:
納米耐火材料發(fā)明專利之一
納米復(fù)合氧化物陶瓷結(jié)合鋁―尖晶石耐火澆注料及其制備方法(公布號(hào):101397212A)
納米耐火材料發(fā)明專利之二
納米Al2O3薄膜包裹的碳―鋁尖晶石耐火澆注料及其制備方法(公布號(hào):101417884A)
納米耐火材料發(fā)明專利之三
納米Al2O3、MgO復(fù)合陶瓷結(jié)合尖晶石―鎂質(zhì)耐火澆注料及其制備方法(公布號(hào):101544505A)
納米耐火材料發(fā)明專利之四
納米Al2O3、MgO薄膜包裹的碳―尖晶石鎂質(zhì)耐火澆注料及其制備方法(公布號(hào):101555153A)
納米耐火材料發(fā)明專利之五
納米Al2O3、SiC薄膜包裹碳的Al2O3-MA-SiC-C質(zhì)耐火澆注料及其制備方法(公布號(hào):2101767999A)
納米耐火材料發(fā)明專利之六
納米SiO2、CaO復(fù)合陶瓷結(jié)合硅質(zhì)耐火澆注料及其制備方法(申請(qǐng)?zhí)?201010165554.9)
納米耐火材料系列發(fā)明專利的公布,是納米技術(shù)和納米材料在耐火材料領(lǐng)域中成功應(yīng)用的重要標(biāo)志,也是納米技術(shù)和納米材料在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中自主研發(fā)、自主創(chuàng)新的重要發(fā)展方向,對(duì)鋼鐵等高溫工業(yè)的發(fā)展和高新技術(shù)的應(yīng)用,作出了重要貢獻(xiàn)。同時(shí),發(fā)展納米科技是轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。具有戰(zhàn)略性的納米新興產(chǎn)業(yè)是新興科技、新興產(chǎn)業(yè)的深度融合,代表著科技創(chuàng)新的方向,也代表產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向。使納米戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)盡早成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè),要大力推動(dòng)自主創(chuàng)新,著力突破制約經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。加快推進(jìn)自主創(chuàng)新,緊緊抓住新一輪世界科技革命帶來(lái)的戰(zhàn)略機(jī)遇,更加注重創(chuàng)新,加快自主創(chuàng)新能力,加快科技成果向現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化,加強(qiáng)科技體制改革,加快建設(shè)宏大的創(chuàng)新型科技人才隊(duì)伍,謀求經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與發(fā)展主動(dòng)權(quán),形成長(zhǎng)期競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),為加快經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式轉(zhuǎn)變提供強(qiáng)有力的科技支撐。太原高科納米耐火材料的研究及其發(fā)明專利成果,大大推動(dòng)了我國(guó)納米技術(shù)、納米材料的進(jìn)步與發(fā)展,為耐火材料的發(fā)展開(kāi)辟了一片新天地,也為開(kāi)發(fā)更長(zhǎng)壽、更節(jié)能、無(wú)污染功能化的新型綠色耐火材料帶來(lái)了發(fā)展空間。為了進(jìn)一步深入發(fā)展納米技術(shù)在耐火材料領(lǐng)域中的應(yīng)用研究,使納米技術(shù)在耐火材料領(lǐng)域中得到更廣泛的應(yīng)用,太原高科將研究開(kāi)發(fā)更多更實(shí)用的納米耐火材料發(fā)明專利成果,以滿足鋼鐵等高溫工業(yè)發(fā)展需求,也為鋼鐵等高溫工業(yè)技術(shù)的實(shí)施與發(fā)展提供了最佳服務(wù)。
發(fā)展“綠色耐材” 節(jié)能減排
耐火材料是高溫工業(yè)的重要基礎(chǔ)材料。在全球大力發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下,實(shí)現(xiàn)高溫工業(yè)的“綠色化”與耐火材料工業(yè)自身的“綠色化”不無(wú)關(guān)系。綠色耐火材料戰(zhàn)略是關(guān)系到我國(guó)當(dāng)前和今后耐火材料行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要發(fā)展戰(zhàn)略。我國(guó)在耐火材料總產(chǎn)量和品種數(shù)量上是當(dāng)之無(wú)愧的世界第一。但就“綠色度”而言,差距卻甚大,表現(xiàn)在諸如:煉鋼耐火材料的平均比消耗高出國(guó)際先進(jìn)水平1倍以上,高性能、長(zhǎng)壽命產(chǎn)品比例少,質(zhì)量穩(wěn)定性欠佳,技術(shù)附加值不高,能耗高,存在環(huán)保和公害問(wèn)題,某些原料資源短缺等。
我們研究開(kāi)發(fā)的新型納米耐火澆注料及其整體澆注技術(shù),大幅度提高澆注的整體爐襯的使用壽命,節(jié)省資源,且節(jié)能環(huán)保,生產(chǎn)成本相對(duì)較低,經(jīng)濟(jì)適應(yīng)性強(qiáng),無(wú)粉塵,無(wú)排放有害氣體,特別是無(wú)納米粉體的污染,是真正的綠色耐火材料,適應(yīng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展要求,具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。該系列項(xiàng)目的大力推廣也將為我國(guó)豐富的耐火礦產(chǎn)資源在現(xiàn)代耐火材料應(yīng)用中提供廣闊的發(fā)展前景,將資源變?yōu)楫a(chǎn)品,推動(dòng)市場(chǎng)效益,可帶動(dòng)資源產(chǎn)業(yè)的更快發(fā)展。
建立納米耐材產(chǎn)業(yè)化示范基地
我國(guó)鋼鐵產(chǎn)量巨大,2009年鋼產(chǎn)量達(dá)5.7億噸,位居世界首位,約占世界總產(chǎn)鋼量的47%以上,鋼鐵生產(chǎn)的高速增長(zhǎng)是伴隨著流程優(yōu)化與結(jié)構(gòu)調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)的,其重要的就是對(duì)加快推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)是從清潔生產(chǎn)總體高度上,加快科技創(chuàng)新與進(jìn)步,繼續(xù)將納米技術(shù)納入到耐火材料尖端技術(shù)之中,進(jìn)行深入的研究開(kāi)發(fā)和自主創(chuàng)新,并實(shí)施產(chǎn)業(yè)化,對(duì)鋼鐵等高溫工業(yè)發(fā)展、高新技術(shù)的采用與實(shí)施、節(jié)能減排、提高質(zhì)量、創(chuàng)新品種都將發(fā)揮非常重要的作用。
納米科技和納米材料是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的高新技術(shù),它對(duì)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型、傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)改造、自主創(chuàng)新等均具有重要意義。然而,納米科技和納米材料只有在生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用中才能體現(xiàn)出自身的重大價(jià)值。國(guó)外多個(gè)國(guó)家都對(duì)納米產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化給予特別關(guān)注,并且作為納米科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志。納米材料制備技術(shù)由實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到工廠生產(chǎn)勢(shì)在必行,在納米技術(shù)產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中存在多方面制約納米發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。為了解決納米耐火材料產(chǎn)業(yè)化中出現(xiàn)的各種瓶頸問(wèn)題,我們開(kāi)展長(zhǎng)期的專項(xiàng)研究并取得了較好的效果,這就為納米耐火材料產(chǎn)業(yè)化鋪平了道路,為加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整,完善現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系,加快推進(jìn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造,加快發(fā)展納米戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè),全面提升產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平和國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力,都具有重大意義。
為此,建立納米耐火材料產(chǎn)業(yè)化示范基地,對(duì)當(dāng)前和今后耐火材料工業(yè)和鋼鐵等高溫工業(yè)的發(fā)展是非常有意義的,而且也是十分緊迫和刻不容緩的。此外,國(guó)際間納米技術(shù)和納米材料的競(jìng)爭(zhēng)更多體現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)的納米產(chǎn)品上,太原高科對(duì)納米科技和納米耐火材料的研究開(kāi)發(fā)和自主創(chuàng)新作了長(zhǎng)期的艱苦努力,并取得多項(xiàng)發(fā)明專利成果,并且對(duì)納米科技和納米耐火材料繼續(xù)開(kāi)展深入研究和產(chǎn)業(yè)化基地建設(shè)將會(huì)取得更多、更大進(jìn)展,為我國(guó)納米科技發(fā)展作出貢獻(xiàn)。產(chǎn)業(yè)化示范基地建立后,太原高科將運(yùn)用多項(xiàng)高新技術(shù),謀求與尖端的納米技術(shù)整合,加速納米耐火材料的理論與實(shí)際應(yīng)用研究,為耐火材料行業(yè)的納米化發(fā)展創(chuàng)造條件和奠定基礎(chǔ),完成開(kāi)發(fā)成果后,可積極推進(jìn)開(kāi)發(fā)和創(chuàng)新成果的產(chǎn)業(yè)化,及時(shí)服務(wù)于鋼鐵等高溫工業(yè)生產(chǎn)中,使納米技術(shù)及早地顯現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,為科技發(fā)展和進(jìn)步作貢獻(xiàn),努力把21世紀(jì)納米尖端耐火材料的開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)做好、做成功;為國(guó)家高溫工業(yè)的發(fā)展繼續(xù)作研發(fā)與服務(wù);加快傳統(tǒng)工業(yè)的改造,促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的平穩(wěn)、快速發(fā)展?！?/p>
論文摘要:充滿生機(jī)的二十一世紀(jì)，以知識(shí)經(jīng)濟(jì)為主旋律和推動(dòng)力正引發(fā)一場(chǎng)新的工業(yè)革命，節(jié)省資源、合理利用能源、凈化生存環(huán)境是這場(chǎng)工業(yè)革命的核心，納米技術(shù)在生產(chǎn)方式和工作方式的變革中正發(fā)揮重要作用，它對(duì)化工行業(yè)產(chǎn)生的影響是無(wú)法估量的。這里主要介紹納米材料在化工領(lǐng)域中的幾種應(yīng)用。
納米材料（又稱超細(xì)微粒、超細(xì)粉末）是處在原子簇和宏觀物體交界過(guò)渡區(qū)域的一種典型系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)既不同于體塊材料，也不同于單個(gè)的原子。其特殊的結(jié)構(gòu)層次使它具有表面效應(yīng)、體積效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)等，擁有一系列新穎的物理和化學(xué)特性，在眾多領(lǐng)域特別是在光、電、磁、催化等方面具有非常重大的應(yīng)用價(jià)值。
納米材料在結(jié)構(gòu)、光電和化學(xué)性質(zhì)等方面的誘人特征，引起物理學(xué)家、材料學(xué)家和化學(xué)家的濃厚興趣。80年代初期納米材料這一概念形成以后，世界各國(guó)對(duì)這種材料給予極大關(guān)注。它所具有的獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，使人們意識(shí)到它的發(fā)展可能給物理、化學(xué)、材料、生物、醫(yī)藥等學(xué)科的研究帶來(lái)新的機(jī)遇。納米材料的應(yīng)用前景十分廣闊。近年來(lái)，它在化工生產(chǎn)領(lǐng)域也得到了一定的應(yīng)用，并顯示出它的獨(dú)特魅力。
一、納米材料的特殊性質(zhì)
（一）力學(xué)性質(zhì)
高韌、高硬、高強(qiáng)是結(jié)構(gòu)材料開(kāi)發(fā)應(yīng)用的經(jīng)典主題。具有納米結(jié)構(gòu)的材料強(qiáng)度與粒徑成反比。納米材料的位錯(cuò)密度很低，位錯(cuò)滑移和增殖符合Frank-Reed模型，其臨界位錯(cuò)圈的直徑比納米晶粒粒徑還要大，增殖后位錯(cuò)塞積的平均間距一般比晶粒大，所以納迷材料中位錯(cuò)滑移和增殖不會(huì)發(fā)生，這就是納米晶強(qiáng)化效應(yīng)。
（二）磁學(xué)性質(zhì)
當(dāng)代計(jì)算機(jī)硬盤系統(tǒng)的磁記錄密度超過(guò)1.55Gb/cm2，在這情況下，感應(yīng)法讀出磁頭和普通坡莫合金磁電阻磁頭的磁致電阻效應(yīng)為3%，已不能滿足需要，而納米多層膜系統(tǒng)的巨磁電阻效應(yīng)高達(dá)50%，可以用于信息存儲(chǔ)的磁電阻讀出磁頭，具有相當(dāng)高的靈敏度和低噪音。
（三）電學(xué)性質(zhì)
由于晶界面上原子體積分?jǐn)?shù)增大，納米材料的電阻高于同類粗晶材料，甚至發(fā)生尺寸誘導(dǎo)金屬——絕緣體轉(zhuǎn)變（SIMIT）。利用納米粒子的隧道量子效應(yīng)和庫(kù)侖堵塞效應(yīng)制成的納米電子器件具有超高速、超容量、超微型低能耗的特點(diǎn)，有可能在不久的將來(lái)全面取代目前的常規(guī)半導(dǎo)體器件。
（四）熱學(xué)性質(zhì)
納米材料的比熱和熱膨脹系數(shù)都大于同類粗晶材料和非晶體材料的值，這是由于界面原子排列較為混亂、原子密度低、界面原子耦合作用變?nèi)醯慕Y(jié)果。因此在儲(chǔ)熱材料、納米復(fù)合材料的機(jī)械耦合性能應(yīng)用方面有其廣泛的應(yīng)用前景。
二、納米材料在化工行業(yè)中的應(yīng)用
（一）在催化方面的應(yīng)用
催化劑在許多化學(xué)化工領(lǐng)域中起著舉足輕重的作用，它可以控制反應(yīng)時(shí)間、提高反應(yīng)效率和反應(yīng)速度。大多數(shù)傳統(tǒng)的催化劑不僅催化效率低，而且其制備是憑經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，不僅造成生產(chǎn)原料的巨大浪費(fèi)，使經(jīng)濟(jì)效益難以提高，而且對(duì)環(huán)境也造成污染。納米粒子表面活性中心多，為它作催化劑提供了必要條件。納米粒于作催化劑，可大大提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來(lái)不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行。納米微粒作催化劑比一般催化劑的反應(yīng)速度提高10～15倍。
納米微粒作為催化劑應(yīng)用較多的是半導(dǎo)體光催化劑，特別是在有機(jī)物制備方面。分散在溶液中的每一個(gè)半導(dǎo)體顆粒，可近似地看成是一個(gè)短路的微型電池，用能量大于半導(dǎo)體能隙的光照射半導(dǎo)體分散系時(shí)，半導(dǎo)體納米粒子吸收光產(chǎn)生電子——空穴對(duì)。在電場(chǎng)作用下，電子與空穴分離，分別遷移到粒子表面的不同位置，與溶液中相似的組分進(jìn)行氧化和還原反應(yīng)。
（二）在涂料方面的應(yīng)用
納米材料由于其表面和結(jié)構(gòu)的特殊性，具有一般材料難以獲得的優(yōu)異性能，顯示出強(qiáng)大的生命力。表面涂層技術(shù)也是當(dāng)今世界關(guān)注的熱點(diǎn)。納米材料為表面涂層提供了良好的機(jī)遇，使得材料的功能化具有極大的可能。借助于傳統(tǒng)的涂層技術(shù)，添加納米材料，可獲得納米復(fù)合體系涂層，實(shí)現(xiàn)功能的飛躍，使得傳統(tǒng)涂層功能改性。涂層按其用途可分為結(jié)構(gòu)涂層和功能涂層。結(jié)構(gòu)涂層是指涂層提高基體的某些性質(zhì)和改性；功能涂層是賦予基體所不具備的性能，從而獲得傳統(tǒng)涂層沒(méi)有的功能。結(jié)構(gòu)涂層有超硬、耐磨涂層，抗氧化、耐熱、阻燃涂層，耐腐蝕、裝飾涂層等；功能涂層有消光、光反射、光選擇吸收的光學(xué)涂層，導(dǎo)電、絕緣、半導(dǎo)體特性的電學(xué)涂層，氧敏、濕敏、氣敏的敏感特性涂層等。在涂料中加入納米材料，可進(jìn)一步提高其防護(hù)能力，實(shí)現(xiàn)防紫外線照射、耐大氣侵害和抗降解、變色等，在衛(wèi)生用品上應(yīng)用可起到殺菌保潔作用。在標(biāo)牌上使用納米材料涂層，可利用其光學(xué)特性，達(dá)到儲(chǔ)存太陽(yáng)能、節(jié)約能源的目的。在建材產(chǎn)品如玻璃、涂料中加入適宜的納米材料，可以達(dá)到減少光的透射和熱傳遞效果，產(chǎn)生隔熱、阻燃等效果。日本松下公司已研制出具有良好靜電屏蔽的納米涂料，所應(yīng)用的納米微粒有氧化鐵、二氧化鈦和氧化鋅等。這些具有半導(dǎo)體特性的納米氧化物粒子，在室溫下具有比常規(guī)的氧化物高的導(dǎo)電特性，因而能起到靜電屏蔽作用，而且氧化物納米微粒的顏色不同，這樣還可以通過(guò)復(fù)合控制靜電屏蔽涂料的顏色，克服炭黑靜電屏蔽涂料只有單一顏色的單調(diào)性。納米材料的顏色不僅隨粒徑而變，還具有隨角變色效應(yīng)。在汽車的裝飾噴涂業(yè)中，將納米TiO2添加在汽車、轎車的金屬閃光面漆中，能使涂層產(chǎn)生豐富而神秘的色彩效果，從而使傳統(tǒng)汽車面漆舊貌換新顏。納米SiO2是一種抗紫外線輻射材料。在涂料中加入納米SiO2，可使涂料的抗老化性能、光潔度及強(qiáng)度成倍地增加。納米涂層具有良好的應(yīng)用前景，將為涂層技術(shù)帶來(lái)一場(chǎng)新的技術(shù)革命，也將推動(dòng)復(fù)合材料的研究開(kāi)發(fā)與應(yīng)用。
（三）在精細(xì)化工方面的應(yīng)用
精細(xì)化工是一個(gè)巨大的工業(yè)領(lǐng)域，產(chǎn)品數(shù)量繁多，用途廣泛，并且影響到人類生活的方方面面。納米材料的優(yōu)越性無(wú)疑也會(huì)給精細(xì)化工帶來(lái)福音，并顯示它的獨(dú)特畦力。在橡膠、塑料、涂料等精細(xì)化工領(lǐng)域，納米材料都能發(fā)揮重要作用。如在橡膠中加入納米SiO2，可以提高橡膠的抗紫外輻射和紅外反射能力。納米Al2O3，和SiO2，加入到普通橡膠中，可以提高橡膠的耐磨性和介電特性，而且彈性也明顯優(yōu)于用白炭黑作填料的橡膠。塑料中添加一定的納米材料，可以提高塑料的強(qiáng)度和韌性，而且致密性和防水性也相應(yīng)提高。
納米科學(xué)是一門將基礎(chǔ)科學(xué)和應(yīng)用科學(xué)集于一體的新興科學(xué)，主要包括納米電子學(xué)、納米材料學(xué)和納米生物學(xué)等。21世紀(jì)將是納米技術(shù)的時(shí)代，為此，國(guó)家科委、中科院將納米技術(shù)定位為“21世紀(jì)最重要、最前沿的科學(xué)”。納米材料的應(yīng)用涉及到各個(gè)領(lǐng)域，在機(jī)械、電子、光學(xué)、磁學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。納米科學(xué)技術(shù)的誕生，將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，并有可能從根本上解決人類面臨的許多問(wèn)題，特別是能源、人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
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